片式壓敏電阻簡介

多層片式壓敏電阻器是一種電壓非線性元件，具有類似于背靠背二極管特性，它可以用來保護正反方向的瞬脈沖，符合I=KVa關系。目前能夠制造的多層片式壓敏電阻器電壓最低為5V，最高可以達到90V;最大額定電壓下的泄露電流小于50uA，單脈沖(8/20uS)峰值電流可達250A;能量耐量(10/1000)最大可達1.2J。

多層片式壓敏電阻器與氧化鋅壓敏電阻器相比具有以下特點:

(1)快速響應特性:氧化鋅壓敏電阻器響應時間一般小于50ns.但多層片式壓敏電阻器屬于表面安裝型元件，由于其無引線，因而電感可視為零，響應速度可達到1-5ns，其快速響應能夠對瞬態(tài)浪涌進行有效地抑制。

(2)良好的限制電壓特性:限制電壓的測量是在規(guī)定了某一試驗電流和波形下進行，通常選用(8/20uS)。多層片式壓敏電阻器能夠有效地把順態(tài)浪涌電壓限制在被保護元件的擊穿電壓之下，從而避免元件遭受浪涌電壓的危害。

(3)較好的溫度特性:多層片式壓敏電阻器的電壓和電流呈非線性變化。當達到擊穿電壓時，多層片式壓敏電阻器相當于短路狀態(tài)，限制電壓在整個導通狀態(tài)下，不隨溫度的變化而發(fā)生變化。

(4)良好的通流能力:多層片式壓敏電阻器由于體積小，且多層電極和半導體陶瓷層疊加，使得具有較大的有效導電面積，因此，通流容量好是其出色的優(yōu)點之一。如尺寸為3MM×1.5MM多層片式壓敏電阻器通流容量(8/20uS)可達180A。這是低壓徑向引線氧化鋅壓敏電阻器在相同導電面積下所不能比擬的。

(5)較大的電容量:多層片式壓敏電阻器是多層結構，它比相同體積的徑向引線的氧化鋅壓敏電阻器有較大的電容量，一般可達6520PF。

像片式電容、電感等元件一樣，多層片式壓敏電阻器是通過交錯電極層和半導體陶瓷層的工藝方法制造的。多層片式壓敏電阻是一種金屬氧化物陶瓷半導體電阻器，它是以氧化鋅(ZnO)為主體材料，添加多種其他微量元素，用陶瓷工藝制成的化合物半導體非線性元件。它具有雙向對稱性，可以用來保護來自正反方向的瞬態(tài)浪涌電壓，且沒有電壓過沖。由于元件體積小，響應速度快，通流容量大，溫度特性好，因而被廣泛用于抑制集成電路中瞬態(tài)浪涌電壓，以及汽車電路保護等工程方面。

正是由于多層片式壓敏電阻器所具有的體積小，響應快，吸能本領強，抗熱性能好，無電壓過沖的特性，體積可以做得很小，而且耐焊接熱，因而使得它很容易投入到集成電路生產中去，可以被廣泛地應用在IC保護及CMOS，MOSFET器件保護中，涉及通信、電力、交通、工業(yè)控制、汽車電子、醫(yī)用設備和家用電器等行業(yè)，而且隨著技術的不斷改進，它的應用會越來越廣。

正是由于多層片式壓敏電阻器具有諸多優(yōu)點，因而在生產實際中得到廣泛使用。

(一)IC保護

在印刷線路板上為防止瞬態(tài)能量對線路破壞，通常采用在電源的輸入端口并聯(lián)一個耦電容來吸收瞬態(tài)的能量，但電容儲存的能量(E=1/2 CV2)太小，因而沒有起到有效地保護作用。也有人采用在輸入端并聯(lián)較大體積的電解電容的方法，但這些電容在高頻下響應速度十分緩慢，容易致使保護失敗。而多層片式壓敏電阻器的使用，就能夠十分有效地保護5V和2V電源輸入的集成電路。

對PC板對板、不同功能線路與線路、電器與線路之間，也必須考慮消除瞬態(tài)能量的問題，長期以來，也有人曾使用過較小的放電間隙和硅壓敏電阻對線路進行保護。但就放電間隙而言，它在線路中仍然需要齊納二極管來降低觸發(fā)放電間隙的初始上升電壓，雖然硅壓敏電阻器具有優(yōu)良的V-I特性，也被廣泛地應用在集成電路保護等方面。但是由于硅壓敏電阻器的齊納效應，使其具有較低的浪涌能量吸收值，其結果是硅芯片把能量轉化成熱量，隨著溫度的升高，致使部分芯片蝕化，從而引起元件失效。而使用多層片式壓敏電阻器后，就能有效地彌補了上述兩種原器件的不足，并且提高了保護集成電路免遭大電流破壞的能力。

(二)CMOS器件的保護

閉鎖現(xiàn)象是CMOS器件結構的固有現(xiàn)象，主要由外部因素引起，而且是很隨機的。一旦引發(fā)是很難恢復的，唯一的辦法就是斷掉芯片上的電源。對它的保護我們可以通過并聯(lián)多層壓敏電阻器來防止上述現(xiàn)象的產生，一個多層片式壓敏電阻器與接地端串聯(lián)，就可消除大部分由于輸入過電壓引起的閉鎖現(xiàn)象。此外在輸入端與接地端之間另外接一個多層片式壓敏電阻器，也可以有效地幫助保護靜態(tài)放電引起的瞬態(tài)浪涌電壓產生的閉鎖現(xiàn)象。

(三)汽車電路系統(tǒng)的保護

隨著表面安裝技術的廣泛應用，使得汽車電路需要體積小、能封裝于線路板中的電子元件，且具有良好的電氣特性。多層片式壓敏電阻器正好適應這種要求。

在汽車電路中經(jīng)常會產生許多瞬態(tài)浪涌脈沖，這是人們最容易理解的事情。如當發(fā)電機正在給蓄電池充電時，突然負載斷開，瞬態(tài)浪涌電壓的峰值可達到125V，延續(xù)時間200-400ms。另外，汽車突然啟動，也會產生很高的瞬態(tài)浪涌電壓，且延續(xù)3-5min.汽車的點火脈沖可產生75V的電壓，延續(xù)90min，其他的瞬態(tài)浪涌電壓來源于汽車電子線路中的繼電器動作和電磁開關的動作。目前國際上普遍采用多層片式壓敏電阻器對上述浪涌電壓進行有效抑制，以避免對汽車線路的危害。