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介電特性:
壓敏電阻器類似一邊界層電容器,視在介電常數很高。介電常數和介電損耗與頻率,溫度和所加的電壓有關,在30-106°C的溫度范圍內,介電常數隨溫度升高而增大;介電常數隨頻率升高而下降;電容在低電場區域隨所加電壓的增加而降低,進入中電場區域隨電壓增大而急劇上升。
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壓敏電壓U1mA
壓敏電阻的線性向非線性轉變的電壓轉變時,位于非線性的起點電壓正好在I-V曲線的的拐點上,該電壓確定為元件的啟動電壓,也稱為壓敏電壓,是由阻性電流測試而得的。由于I-V曲線的轉變點清晰度不明顯,多數情況下是在通1mA電流時測量的,用U1mA來表示。對于一定尺寸規格的ZnO壓敏電阻片,可通過調節配方和元件的幾何尺寸來改變其壓敏電壓。亦有使用10mA電流測定的電壓作為壓敏電壓者,以及使用標稱電流測試者,標稱電壓定義為0.5mA/cm2,電流密度測定的電場強度E0.5表示,對于大多數壓敏電阻器而言,這個值更接近非線性的起始點。3. 漏電流IL壓敏電阻器進入擊穿區之前在正常工作電壓下所流過的電流,稱為漏電流IL。漏電流主要由三部分貢獻:元件的容性電流,元件的表面態電流和元件晶界電流。一般對漏電流的測量是將0.83倍U1mA的電壓加于壓敏電阻器兩端,此時流過元件的電流即為漏電流。根據壓敏電阻器在預擊穿區的導電機理,漏電流的大小明顯地受到環境溫度的影響。當環境溫度較高時,漏電流較大;反之,漏電流較小。可以通過配方的調整及制造工藝的改善來減小壓敏電阻器的漏電流。研究低壓元件的漏電流來源是很重要的,為了促進ZnO晶粒的長大,低壓元件中通常會添加大量的TiO2,過量摻雜造成壓敏元件漏電流增大[6]~[9],在元件性能測試時容易引入假象,例如壓敏電壓和啟動電壓偏離較大。測試元件的非線性時,我們希望漏電流以通過晶界的電流為主。但低壓元件普遍存在吸潮現象,初燒成的低壓元件漏電流可以保持在4~20μA內,放置8~24h后,元件的漏電流可以增大到200μA。這樣的元件的晶界非線性并沒有被破壞,但卻表現出非線性低,壓敏電壓也稍有降低的表象。
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老化的表現:
老化是指在各種外加應力及外界因素作用下,其性能及電氣物理參數發生改變,逐步偏離其起始性能指標。ZnO壓敏電阻器老化后的I-V特性,老化主要集中在預擊穿區,而擊穿區的老化較小,表現為I-V特性曲線在低電場區向右偏移,阻性電流加大,功率損耗增大,壓敏電壓下降。直流電壓作用后的老化,I-V特性不對稱;交流電壓作用下的老化。另老化后電容量減小,介電損耗增大。
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