Варистори

Варистор - це НП резистор, опір якого залежить від прикладеної напруги та, який має нелінійну симетричну вольт - амперну характеристику (ВАХ).

Варистори виготовлюють методом керамічної технології - шляхом високотемпературного обпалювання заготовки з порошкоподібного карбіду кремнію SiC із в’яжучою речовиною, в якості котрої використовують глину.

Конструктивно варистори оформляються в вигляді стержнів або дисків.

Нелінійність ВАХ варисторів обумовлена явищами на точкових контактах між кристалами карбіду кремнію: збільшення в сильних електричних полях провідності поверхневих потенціальних бар’єрів (при малих напругах) та збільшення провідності точкових контактів між кристалами через нагрівання в зв’язку с виділенням на контактах потужності (при великих напругах на варисторі).

Оскільки товщина поверхневих потенціальних бар’єрів на кристалах карбіду кремнію мала, там можуть виникати сильні електричні поля навіть при малих напругах на варисторі, що приводить до тунелювання носіїв заряду через потенційні бар’єр. Таким чином, при малих напругах на варисторі нелінійність ВАХ зв’язана с залежністю провідності поверхневих потенціальних бар’єрів від величини напруги.

При великих напругах на варисторі та відповідно, при великих стумах, які протікають через варистор, щільність струму в точкових контактах виявляється дуже великою. Вся напруга, прикладена до варистора, падає на точкових контактах. Тому питома потужність (потужність в одиниці об’єму), що виділяється в точкових контактах призводить до зменшення загального опору варистора та нелінійності ВАХ.

Основні параметри варисторів:

1. Коефіцієнт нелінійності, визначається як відношення опору постійному струмові (статичного) R до опору змінному струмові (диференційному) r:

де U та I - напруга та струм варистора.

Для різних типів варисторів l = 2…6;

2. Максимальна допустима напруга U_{max доп} (від десятків вольт до кількох кіловольт);

3. Номінальна потужність розсіювання Р_ном (1…3Вт);

4. Температурний коефіцієнт опору ТКС (в середньому 5×10^-3К^-);

5. максимальна робоча температура (60°…70°С).

Величина ТКС характеризує відносну зміну опору резистора при зміні температури на 1°К.

Рисунок 1. ВАХ варистора

Область застосування варисторів: варистори можна застосовувати при постійному та змінному струм з частотою до кількох кілогерц. Вони використовуються для захисту від перевантажень за напругою, в стабілізаторах та обмежувачах напруги, в різних схемах автоматики.