Física

Semiconductor

Un material sólido cuya conductividad eléctrica (conductividad) se encuentra entre la de los metales y los aislantes (aislantes). La conductividad de los semiconductores a temperatura ambiente es de aproximadamente 10ˉ10 ~ 10.000/Ω-cm. La conductividad de los semiconductores puros aumenta exponencialmente cuando aumenta la temperatura. Existen muchos tipos de materiales semiconductores, que se pueden dividir en dos categorías: semiconductores elementales y semiconductores compuestos según su composición química. El germanio y el silicio son los semiconductores elementales más utilizados; los semiconductores compuestos incluyen compuestos III-V (arseniuro de galio, fosfuro de galio, etc.), compuestos II-VI (sulfuro de cadmio, sulfuro de zinc, etc.), óxidos (manganeso, cobalto, Níquel, etc.). ), óxidos (óxidos de manganeso, cromo, hierro, cobre), y compuestos III-V y compuestos II-VI compuestos de soluciones sólidas (galio, aluminio, arsénico, arsénico, fósforo, etc.). Además de los semiconductores cristalinos mencionados anteriormente, también existen semiconductores orgánicos amorfos.

Semiconductor intrínseco Un semiconductor puro sin dopaje ni defectos de red se denomina semiconductor intrínseco. En el cero absoluto, la banda de valencia de un semiconductor es una banda completa (consulte la teoría de bandas). Después de la inyección fotoeléctrica o la excitación térmica, algunos electrones en la banda de valencia cruzarán la banda prohibida/banda prohibida y entrarán en la banda de mayor energía. La banda vacía se convierte en la banda de conducción cuando hay electrones en la banda vacía, y la banda se forma cuando falta un electrón en la banda de valencia. La vacante cargada positivamente que se forma cuando falta un electrón en la banda de valencia se llama hueco. Los electrones en la banda de conducción y los huecos en la banda de valencia se denominan colectivamente pares electrón-hueco. Los electrones y huecos generados anteriormente pueden moverse libremente y convertirse en portadores libres. Se mueven direccionalmente bajo la acción de un campo eléctrico externo y forman corrientes macroscópicas, que se denominan conducción de electrones y conducción de huecos, respectivamente. Esta conductividad híbrida debida a la generación de pares electrón-hueco se denomina conductividad intrínseca. Los electrones de la banda conductora caerán en huecos, provocando la desaparición de los pares electrón-hueco, lo que se denomina recombinación (recombinación). La energía generada durante el proceso de recombinación se libera en forma de radiación electromagnética (emitiendo fotones (fotones)) o vibraciones térmicas de la red cristalina (emitiendo fonones (fonones)). A una determinada temperatura, la generación y recombinación de pares electrón-hueco ocurren simultáneamente y alcanzan el equilibrio dinámico. En este momento, el semiconductor intrínseco tiene una determinada concentración de portadores y, por tanto, una determinada conductividad. El calentamiento o la iluminación provocarán una excitación térmica u óptica del semiconductor, generando así más pares de huecos de electrones. En este momento, la concentración de portadores aumenta y la conductividad aumenta. Los dispositivos semiconductores, como los termistores y fotorresistores semiconductores, se fabrican según este principio. La conductividad de los semiconductores intrínsecos a temperatura ambiente es muy pequeña y la concentración de portadores es muy sensible a los cambios de temperatura, por lo que es difícil controlar las características del semiconductor, por lo que existen pocas aplicaciones prácticas.

Semiconductor de impurezas (semiconductor extrínseco) Las impurezas en los semiconductores tienen una gran influencia en la conductividad. Los semiconductores de impurezas formados después del dopaje de semiconductores intrínsecos generalmente se pueden dividir en semiconductores de tipo n y semiconductores de tipo p. Después de dopar una pequeña cantidad de impurezas en un semiconductor, el campo potencial periódico cerca de los átomos de impureza se alterará, formando estados ligados adicionales y niveles de energía de impureza adicionales en la banda prohibida. Las impurezas que pueden proporcionar portadores de electrones se denominan impurezas principales (donantes), y el nivel de energía correspondiente se denomina nivel de energía principal, que se encuentra por encima de la banda prohibida y cerca de la parte inferior de la banda de conducción. Por ejemplo, el elemento tetravalente germanio o cristal de silicio está dopado con átomos de impureza como los elementos pentavalentes fósforo, arsénico y antimonio. Como molécula en la red cristalina, el átomo de impureza tiene cuatro de sus cinco electrones de valencia conectados con el germanio circundante (. o Silicio) los átomos forman un enlace de valencia ****, y el electrón adicional se une cerca del átomo de impureza, creando un nivel de energía superficial similar al hidrógeno: el nivel de Schmidt. La energía necesaria para que los electrones en el nivel de Schmidt pasen a la banda de conducción es mucho menor que la energía necesaria para excitarlos de la banda de valencia a la banda de conducción. Es fácil excitar los electrones a la banda de conducción y convertirse en portadores de electrones. Así, en el caso del dopaje, en los semiconductores con impurezas de guante, los portadores conductores son principalmente electrones excitados en la banda de conducción, que son electrónicamente conductores y se denominan semiconductores de tipo n. Dado que los pares electrón-hueco intrínsecamente excitados siempre están presentes en los semiconductores, en los semiconductores de tipo n, los electrones son los portadores mayoritarios y los huecos son los portadores minoritarios. Por lo tanto, la impureza que proporciona huecos a los portadores se llama impureza aceptora (aceptante), y el nivel de energía correspondiente se llama nivel de energía aceptor, que se encuentra debajo de la banda prohibida cerca de la parte superior de la banda de valencia.

Por ejemplo, cuando se mezcla una pequeña cantidad de elementos trivalentes como boro, aluminio, galio y otros átomos de impureza en un cristal de germanio o silicio, el átomo de impureza carece de un electrón al formar un enlace de valencia con los cuatro germanio (o silicio) circundantes. átomos, por lo que hay una vacante A, y el estado de energía correspondiente a la vacante es el nivel de energía del aceptor. Dado que el nivel de energía principal está cerca de la parte superior de la banda de valencia, los electrones en la banda de valencia pueden excitarse fácilmente al nivel de energía principal para llenar la vacante, haciendo que el átomo de impureza principal sea un centro negativo. Al mismo tiempo, un electrón se ioniza en la banda de valencia, dejando una vacante para formar un portador de hueco libre. Este proceso requiere mucha menos energía de ionización que la generación de pares electrón-hueco en los semiconductores intrínsecos. Por lo tanto, los huecos son los portadores mayoritarios en este momento, y el semiconductor de impurezas se basa principalmente en los huecos para conducir la electricidad, es decir, el tipo de conductividad de huecos, llamado semiconductor tipo p. En los semiconductores tipo p, los huecos son portadores mayoritarios y los electrones son portadores minoritarios. Entre los diversos efectos de los dispositivos semiconductores, los portadores minoritarios suelen desempeñar un papel importante

Termistor

El termistor se desarrolló antes y varios componentes sensibles están más desarrollados. El termistor está compuesto de materiales cerámicos semiconductores y utiliza el principio de cambio de resistencia causado por la temperatura. Si las concentraciones de electrones y huecos son n y p respectivamente, y las movilidades son μn y μp respectivamente, entonces la conductividad del semiconductor es:

σ=q(nμn+pμp)

Dado que n, p, μn y μp son funciones que dependen de la temperatura T, la conductividad es una función de la temperatura, por lo que la curva característica resistencia-temperatura se puede obtener midiendo la temperatura de la conductividad. Así funcionan los termistores semiconductores.

Los termistores incluyen termistores de coeficiente de temperatura positivo (PTC), termistores de coeficiente de temperatura negativo (NTC) y termistores de temperatura crítica (CTR). Sus características de resistencia-temperatura se muestran en la Figura 1. La característica principal del termistor es su alta sensibilidad, su coeficiente de temperatura de resistencia es de 10 a 100 veces mayor que el del metal y puede detectar cambios de temperatura de 10-6 ℃ ② Amplio rango de temperatura de funcionamiento, los dispositivos de temperatura normal son adecuados para; -55 ℃ ~ 315 ℃, alta temperatura El dispositivo es adecuado para temperaturas superiores a 315 ℃ (hasta 2000 ℃), y los dispositivos de baja temperatura son adecuados para -273 ℃ ~ 55 ℃ de tamaño pequeño, puede medir la temperatura de organismos en huecos, cavidades y vasos sanguíneos que otros termómetros no pueden medir; ④ Fácil de usar, el valor de resistencia puede estar entre 0,1 y 100 kΩ; ⑤ Fácil de procesar en formas complejas y puede producirse en masa; ⑥ Buena estabilidad y fuerte capacidad de sobrecarga.

Debido a las propiedades únicas de los termistores semiconductores, no solo se pueden utilizar como componentes de medición (como temperatura, flujo, nivel de líquido, etc.), sino también como componentes de control (como interruptores térmicos, limitadores de corriente) y componentes de compensación de circuito. Los termistores se utilizan ampliamente en electrodomésticos, industria de energía eléctrica, comunicaciones, ciencia militar, aeroespacial y otros campos, y tienen perspectivas de desarrollo extremadamente amplias.

1. Termistor PTC

PTC (coeficiente de temperatura positivo) se refiere a un fenómeno de termistor o material que tiene un coeficiente de temperatura positivo cuando la resistencia aumenta bruscamente a una determinada temperatura. un sensor de temperatura constante. El material es un cuerpo sinterizado con BaTiO3 o SrTiO3 o PbTiO3 como componente principal, en el que se mezclan trazas de Nb, Ta, Bi, Sb, Y, La y otros óxidos para controlar la semiconductora de la valencia atómica. El BaTiO3 semiconductor y otros materiales se denominan cerámicas semiconductoras (a granel); también se agregan aditivos como óxidos de Mn, Fe, Cu y Cr que pueden aumentar el coeficiente de temperatura de resistencia directa para el moldeado cerámico general, la sinterización a alta temperatura, etc. Se utiliza titanato de platino y su semiconductor en solución sólida para obtener las características directas del material del termistor. Su coeficiente de temperatura y la temperatura del punto Curie varían según la composición y las condiciones de sinterización (especialmente la temperatura de enfriamiento).

El cristal de titanato de bario tiene una estructura de perovskita y es un material ferroeléctrico. El titanato de bario puro es un material aislante. Después de agregar trazas de elementos de tierras raras al material de titanato de bario y después de un tratamiento térmico adecuado, la resistividad aumenta bruscamente en varios órdenes de magnitud cerca de la temperatura de Curie, lo que resulta en un efecto PTC. Este efecto está relacionado con la ferroelectricidad del BaTiO3. Cristal y su efecto sobre la temperatura de Curie Relacionado con las transiciones de fase del material cerca de la temperatura. La cerámica semiconductora de titanato de bario es un material policristalino con interfaces intergranulares entre granos. Cuando se aplica una temperatura o voltaje específico a una cerámica semiconductora, los límites de los granos del cristal cambian, provocando un cambio brusco en la resistencia.

El efecto PTC de las cerámicas semiconductoras de titanato de bario es causado por los límites de grano (límites de grano).

Para los electrones conductores, el límite intergranular actúa como una barrera de potencial. Cuando la temperatura es baja, debido al campo eléctrico interno del titanato de bario, los electrones pueden atravesar fácilmente la barrera de potencial y el valor de resistencia es muy pequeño. Cuando la temperatura aumenta cerca de la temperatura del punto de Curie (es decir, la temperatura crítica), el campo eléctrico interno se destruye y no puede ayudar a los electrones conductores a cruzar la barrera de potencial. En consecuencia, la barrera potencial aumenta y el valor de resistencia aumenta repentinamente, lo que resulta en el efecto PTC. Los modelos físicos del efecto PTC de las cerámicas semiconductoras de titanato de bario incluyen el modelo de barrera superficial de Neptuno, el modelo de deficiencia de bario de Daniels et al. y el modelo de barrera de superposición. Proporcionan explicaciones razonables para el efecto PTC desde diferentes aspectos.

Los experimentos muestran que dentro del rango de temperatura de funcionamiento, las características de resistencia-temperatura de los termistores PTC se pueden expresar aproximadamente mediante la fórmula experimental:

RT=RT0expBp(T-T0)

RT=RT0expBp(T-T0)

Entre ellos, RT y RT0 representan los valores de resistencia a las temperaturas T y T0 respectivamente, y Bp es la constante del material.

El efecto PTC se origina en las propiedades de los límites de grano de la cerámica y de las fases precipitadas entre límites de grano, y varía mucho dependiendo del tipo y concentración de impurezas, condiciones de sinterización, etc. Recientemente, se han utilizado elementos sensibles a la temperatura de oblea de silicio en termistores que se han puesto en aplicaciones prácticas, es decir, termistores PTC con mayor tamaño y precisión, que están compuestos de silicio tipo n debido a la dispersión de electrones causada por las impurezas que contiene. aumenta con la temperatura, grande, aumentando así la resistencia.

El termistor PTC apareció en 1950 y, en 1954, el titanato de bario se convirtió en el material principal del termistor PTC. Los termistores PTC se pueden usar no solo para la medición y control de temperatura industrial, sino también para la detección y regulación de temperatura en ciertas partes de automóviles. También se pueden usar en una gran cantidad de equipos civiles, como el control de la temperatura instantánea del agua de calderas. la temperatura de las unidades de aire acondicionado y la temperatura de las cámaras frigoríficas, utilizando su propia calefacción como regulación de temperatura, y la máquina de velocidad del viento. Máquina de análisis de gases y velocidad del viento, etc. La siguiente es una breve introducción a las aplicaciones de protección contra sobrecalentamiento y calentamiento de calentadores, motores, transformadores, transistores de alta potencia y otros aparatos eléctricos con ejemplos.

Además de utilizarse como elemento calefactor, el termistor PTC también desempeña el papel de "interruptor". Tiene tres funciones: un elemento sensible, un calentador y un interruptor. interruptor térmico", como se muestra en la figura 2 y la Figura 3. La corriente que pasa a través del elemento hace que la temperatura aumente, es decir, la temperatura del calentador aumenta. Cuando se excede la temperatura del punto Curie, la resistencia aumenta, lo que limita el aumento de la corriente. Por lo tanto, la disminución de la corriente hace que la temperatura del elemento aumente. disminuye y el valor de resistencia disminuye, lo que hace que la corriente del circuito aumente, la temperatura del componente aumenta, y así sucesivamente para mantener la temperatura dentro de un rango funcional específico, que también actúa como un interruptor. Las características de temperatura de esta resistencia se utilizan para convertirla en una fuente de calor. Puede usarse como elemento calefactor en calentadores, soldadores, gabinetes de secado, aires acondicionados, etc. También puede proteger los aparatos eléctricos del sobrecalentamiento.

2. Termistor NTC

NTC (Coeficiente de temperatura negativo) se refiere al fenómeno del termistor y al material cuya resistencia disminuye exponencialmente con el aumento de la temperatura y tiene un coeficiente de temperatura negativo. Este material es una cerámica semiconductora que se procesa mediante procesos de mezcla, conformación y sinterización completa de dos o más óxidos metálicos como manganeso, cobre, silicio, cobalto, hierro, níquel y zinc. Puede convertirse en un coeficiente de temperatura negativo. (NTC) termistor. Su resistividad y las constantes del material varían según la relación de composición del material, la atmósfera de sinterización, la temperatura de sinterización y el estado estructural. También han aparecido materiales de termistor NTC sin óxido representados por carburo de silicio, seleniuro de estaño, nitruro de tantalio, etc.

Las cerámicas semiconductoras térmicas NTC son en su mayoría cerámicas de óxido con estructura de espinela u otras estructuras. Tienen un coeficiente de temperatura negativo y sus valores de resistencia se pueden expresar aproximadamente como:

RT y. RT0 es respectivamente el valor de resistencia cuando la temperatura es T y T0, y Bn es la constante del material. La resistividad del propio grano cerámico cambia con los cambios de temperatura, lo que está determinado por las propiedades del semiconductor.

El desarrollo de los termistores NTC ha pasado por una larga etapa. En 1834, los científicos descubrieron por primera vez las propiedades del coeficiente de temperatura negativo del sulfuro de plata. En 1930, los científicos descubrieron que el óxido cuproso-óxido de cobre también tenía un coeficiente de temperatura negativo y lo aplicaron con éxito al circuito de compensación de temperatura de los instrumentos de aviación. Posteriormente, debido al continuo desarrollo de la tecnología de transistores, la investigación sobre termistores también ha logrado avances significativos. En 1960 se desarrolló el termistor N1C. Los termistores NTC se utilizan ampliamente en medición de temperatura, control de temperatura, compensación de temperatura y otros campos.

Tomando como ejemplo la aplicación de la medición de temperatura, en la Figura 4 se muestra el principio de medición de temperatura utilizando un termistor NTC.

Su rango de medición es generalmente -10 ~ +300 ℃, pero también puede ser -200 ~ +10 ℃, e incluso puede usarse para medición de temperatura en ambientes de +300 ~ +1200 ℃. RT es el termistor NTC; R2 y R3 son las resistencias de equilibrio del puente; R1 es la resistencia de arranque; R4 es la resistencia de escala completa, cabezal de calibración, también llamada resistencia de calibración, R7, R8 y W son resistencias divisorias de voltaje; Proporcionar al puente una resistencia estable. R7, R8 y W son resistencias divisorias de voltaje para proporcionar energía CC estable para el puente. R6 está conectado en serie con el cabezal del medidor (microamperímetro) y se usa para corregir la escala del cabezal del medidor y limitar la corriente que fluye a través del cabezal del medidor. R5 está conectado en paralelo con el medidor para proteger el puente. Conecte un elemento térmico RT al brazo del puente desequilibrado (es decir, R1, RT) como sonda de detección de temperatura. Dado que la resistencia del termistor cambia con la temperatura, el puente conectado entre las líneas diagonales del cabezal del medidor también cambia en consecuencia. Así funciona un termómetro termistor.

La precisión del termómetro termistor puede alcanzar los 0,1 ℃ y el tiempo de detección de temperatura puede ser inferior a 10 s. No solo es adecuado para termómetros de graneros, sino que también se puede utilizar para medir la temperatura en almacenamiento de granos, medicina y salud, plantaciones científicas, océanos, pozos profundos, grandes altitudes, glaciares, etc.

3. Termistor CTR

El termistor de temperatura crítica CTR (resistencia de temperatura Crit1Cal) tiene características de resistencia negativas. A una determinada temperatura, el valor de resistencia aumenta bruscamente a medida que la temperatura disminuye y tiene. un gran coeficiente de temperatura negativo. Su material de composición es un óxido formado mezclando y sinterizando elementos como vanadio, bario, estroncio, fósforo y otros elementos. Es un semiconductor semividrio, también conocido como CTR, un termistor de vidrio. El cambio repentino de temperatura cambia con la adición de óxidos como el germanio, tungsteno y molibdeno. Esto se debe a las diferentes impurezas dopadas y a las diferentes separaciones de la red del óxido de vanadio. Si el pentóxido de vanadio se convierte en dióxido de vanadio en una atmósfera reductora adecuada, la temperatura a la que la resistencia cambia bruscamente aumentará; si se reduce aún más a trióxido de vanadio, el cambio brusco desaparecerá; La temperatura a la que la resistencia cambia bruscamente corresponde al lugar en el que las propiedades físicas del semiconductor semividrio cambian bruscamente, creando así un cambio de fase entre el semiconductor y el metal.

Se han logrado resultados notables en la investigación teórica y el desarrollo de aplicaciones de termistores. Con la aplicación de tecnología de alta precisión, la exploración en profundidad del mecanismo conductor y la aplicación del termistor y la investigación en profundidad sobre nuevos materiales con excelente rendimiento, seguramente se producirá un rápido desarrollo.

Fotorresistor

Un fotorresistor es una resistencia fabricada utilizando el efecto fotoeléctrico de semiconductores, cuya resistencia cambia con la intensidad de la luz incidente a medida que aumenta la intensidad de la luz incidente; La resistencia disminuye, la luz incidente es débil y la resistencia aumenta. Los fotorresistores se utilizan generalmente para medir la luz, controlar la luz y convertir fotoeléctrica (convertir cambios de luz en cambios eléctricos).

Por lo general, los fotorresistores se convierten en láminas delgadas para absorber más energía luminosa. Cuando se ilumina con luz, los pares de huecos de electrones dentro de la escama semiconductora (la capa fotosensible) se excitan, participando en la conducción y mejorando la corriente en el circuito. En la figura se muestra la estructura general de un fotorresistor.

Según las características espectrales de los fotorresistores, los fotorresistores se pueden dividir en tres tipos:

Fotorresistores ultravioletas: más sensibles a los rayos ultravioleta, entre ellos fotorresistores de sulfuro de cadmio, seleniuro de cadmio, etc. para detectar la luz ultravioleta.

Fotorresistores infrarrojos: incluyen principalmente sulfuro de plomo, telururo de plomo y seleniuro de plomo. Los fotorresistores como el antimonuro de indio se utilizan ampliamente en guía de misiles, detección astronómica, medición sin contacto, detección de enfermedades humanas, análisis de espectro infrarrojo, comunicaciones infrarrojas y otras defensas nacionales, investigación científica, producción industrial y agrícola.

Fotorresistores de luz visible: incluidos fotorresistores de selenio, sulfuro de cadmio, seleniuro de cadmio, telururo de cadmio, arseniuro de galio, silicio, germanio y sulfuro de zinc. Se utiliza principalmente en varios sistemas de control fotoeléctrico, como apertura y cierre automático de puertas fotoeléctrico, luces de balizas de navegación, farolas y otros sistemas de iluminación, luz y oscuridad automáticas, suministro automático de agua y dispositivos automáticos de parada de agua, dispositivos mecánicos de protección automática y "detectores de posición". ", el espesor es muy fino. Detectores de componentes, dispositivos de exposición automática de cámaras, contadores fotoeléctricos, alarmas de humo, sistemas de seguimiento fotoeléctrico, etc.

Varistor

1. ¿Qué es "varistor"?

"Varistor" es un término en China continental que significa "una resistencia cuya resistencia cambia con el voltaje dentro de un cierto rango de corriente y voltaje", o una resistencia cuya resistencia es sensible al voltaje. El nombre en inglés correspondiente es "Resistencia dependiente del voltaje", abreviado como "VDR".

Las resistencias dependientes de voltaje (VDR) son semiconductores y, por tanto, un tipo de resistencia semiconductora. Los principales materiales de los varistores de óxido de zinc (ZnO) que se utilizan actualmente en grandes cantidades son el elemento divalente (Zn) y el elemento hexavalente oxígeno (O). Por lo tanto, desde una perspectiva material, el varistor de óxido de zinc es un "semiconductor de óxido II-VI".

En Taiwán, el varistor se denomina "amortiguador de sobretensiones" según su finalidad. Dependiendo de la aplicación, los varistores a veces se denominan "supresores (amortiguadores) de sobretensión".

2. El papel de la "válvula de seguridad" en el circuito varistor

¿Para qué sirve el varistor? La característica más importante del varistor es que cuando el voltaje que se le aplica es inferior a su umbral "UN", la corriente que fluye a través de él es extremadamente pequeña, lo que equivale a que la válvula se cierre. Cuando el voltaje excede UN, la corriente que fluye a través de él. surge, equivalente a la apertura de la válvula. Usando esta función, se puede suprimir la sobretensión anormal que ocurre a menudo en el circuito y se puede proteger el circuito contra daños por sobretensión.

3. Tipo de aplicación

En diferentes situaciones de uso, el propósito de aplicación del varistor y los efectos del voltaje/corriente en el varistor son diferentes.

Por lo tanto, los requisitos para los varistores también son diferentes. Es muy importante prestar atención para distinguir esta diferencia para su uso correcto.

Según los diferentes propósitos de uso, los varistores se pueden dividir en dos categorías: (1) varistor de protección; (2) varistor de función de circuito.

3.1 Varistor para protección

(1) Distinguir si es un varistor para protección de suministro eléctrico o un varistor para protección de línea de señal y línea de datos. Deben cumplir con los requisitos de diferentes técnicas. estándares.

(2) Según los diferentes voltajes de trabajo continuo que soportan los varistores, los varistores utilizados en líneas eléctricas se pueden dividir en CA y CC. Bajo la tensión de estos dos voltajes, el varistor Las características de envejecimiento de las resistencias son. también diferente.

(3) Según las diferentes características de los varistores que soportan sobretensiones anormales, los varistores se pueden dividir en tres tipos: tipo de supresión de sobretensiones, tipo de alta potencia y tipo de alta energía.

★Tipo de supresión de sobretensiones: se refiere a un varistor utilizado para suprimir sobretensiones transitorias, como sobretensiones de rayos y sobretensiones de funcionamiento. Esta sobretensión se produce de forma aleatoria, no tiene periodicidad y los picos de corriente y voltaje pueden ser grandes. La gran mayoría de varistores entran en esta categoría.

★Tipo de alta potencia: se refiere a un varistor utilizado para absorber grupos de pulsos continuos periódicos, como un varistor conectado en paralelo en un convertidor de potencia de conmutación. La sobretensión aparece periódicamente, se puede ver. que el valor de la energía generalmente se puede calcular y el pico de voltaje no es grande, pero debido a su alta frecuencia de ocurrencia, su potencia promedio es bastante grande.

★Tipo de alta energía: se refiere al dispositivo de voltaje varistor utilizado por los generadores para absorber energía magnética en grandes bobinas inductoras, como bobinas de excitación y bobinas electromagnéticas de elevación. Para este tipo de aplicación, el principal indicador técnico es. capacidad de absorción de energía.

La función protectora del varistor se puede reutilizar muchas veces en la mayoría de las aplicaciones, pero a veces también se convierte en un fusible de corriente como dispositivo de protección "desechable". Por ejemplo, los varistores de contacto de cortocircuito se conectan a la carga de determinados transformadores de corriente.

3.2 Funciones del circuito del varistor

El varistor se utiliza principalmente para protección contra sobretensiones transitorias, pero sus características voltamperaje similares a las de los reguladores de voltaje semiconductores lo convierten en una variedad de componentes de circuito, por ejemplo. Por ejemplo, se puede utilizar como:

(1) Regulador de alto voltaje de CC, su voltaje estable puede alcanzar miles de voltios, lo que está fuera del alcance de los reguladores de silicio.

(2) Componente de detección de fluctuación de voltaje.

(3) Componente de cambio de batería CC.

(4) Componentes de equilibrio de tensión.

(5) Componente de arranque fluorescente

4. Rendimiento básico del varistor protector

(1) Características de protección, cuando el impacto de la fuente de impacto es fuerte ( O la corriente de impulso Isp = Usp/Zs) no excede el valor especificado, la tensión límite del varistor no puede exceder la tensión soportada de impulso (Urp) del objeto protegido.

(2) Características de impacto, es decir, el varistor en sí debe ser capaz de soportar la corriente de impacto especificada, la energía de impacto y la potencia promedio de múltiples impactos consecutivos.

(3) Hay dos características de vida útil. Una es la vida útil del voltaje de funcionamiento continuo, es decir, el varistor debe poder funcionar de manera confiable durante un período de tiempo (horas) bajo la temperatura ambiente y el sistema especificados. condiciones de voltaje. El segundo es la vida útil del impacto, es decir, puede resistir de manera confiable un número específico de impactos.

(4) Una vez intervenido el sistema varistor, además de desempeñar un papel protector como "válvula de seguridad", también se producirán algunos impactos adicionales, el llamado "efecto secundario", que deberían no reduce el rendimiento normal del sistema. Hay tres factores principales que deben considerarse: uno es la capacitancia del varistor en sí (de decenas a decenas de miles de PF), el otro es la corriente de fuga bajo el voltaje del sistema y el tercero es la corriente no lineal del acoplamiento del varistor. otros circuitos a través de la impedancia de la fuente.