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氧化锌压敏电阻器是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物、经典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元件。氧化锌陶瓷是
由氧化锌晶粒及晶界物质组成的,其中氧化锌晶粒中掺有施主杂质而呈N型半导体,晶界物质中含有大量金属氧化物形成大量界面态,这样每一微观单元是一个背靠背肖特基势垒,整个陶瓷就是由许多背靠背肖特基垫垒串并联的组合体。
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ZnO陶瓷具有的非线性电压-电流现象最早是在二十世纪六十年代由苏联人M.S.Kossman和E.G.Pettsold发现。在氧化锌压敏陶瓷中其主要成分是ZnO,根据要求不同而加入不同的改性氧化物。1967年7月,日本松下电器公司的无线电实验室的松冈道雄在研究金属电极—氧化锌陶瓷界面时,无意中发现氧化锌(ZnO)加氧化铋(Bi2O3)复合陶瓷具有非线性的的伏安特性。这种复合陶瓷的非线性系数可以达到50左右,伏安特性类似两只反并联的齐纳二极管,通流能力不亚于碳化硅(SiC) 材料,临界击穿电压可以通过改变元件尺寸方便的加以调节,而且这种性能优异的压敏元件通过简单的陶瓷工艺就能制造出来,其性能价格比极高。1975年以前,ZnO
基压敏陶瓷的瞬态过压保护器的应用主要在高压方面,近20年来,随着电子计算机、家用电器、通讯技术等方面的发展,对保证这些系统正常运行的低压变阻器的需求量在不断增加。这些产品要求有较低的标称电压,陡峭的非线性I-V特性及较大的通流量。目前,日本、美国在制造低压压敏电阻方面处于上层地位,如美国GE公司、日本的松下公司,他们制造的产品标称电压可降低到几伏,非线性系数α值可达到30~40,耐通流量也很大。我国这种产品的研制与生产还比较落后,标称电压低于20V的产品只有个别厂家可以生产,且性能不够稳定,还不能大批量生产,而国内对这种低压产品的需求量却与日俱增。
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