一、什么是压敏电阻？

压敏电阻，英文为 Varistor（Voltage Dependent Resistor, VDR），是一种电阻值随两端电压变化而改变的元器件。其最显著的特点是具有非线性伏安特性：当电压较低时呈高阻状态，一旦电压超过某个“阈值”后，其阻值急剧下降，变成导通状态，从而起到抑制过电压、保护下游元件的作用。

二、压敏电阻的基本结构与原理

压敏电阻主要由氧化锌ZnO陶瓷材料制成，内部掺杂不同金属氧化物（如氧化铋、氧化锰等）形成无数个微小PN结。这些PN结串并联形成复杂的非线性通路。

⚙️ 工作原理简述：

• 正常工作电压下：压敏电阻呈高阻抗，几乎不导电；

• 电压瞬时升高：击穿电压达到阈值，压敏电阻迅速导通，吸收过电压；

• 电压恢复正常：器件恢复高阻状态，保护电路稳定。

三、压敏电阻的关键电气特性

了解压敏电阻，必须掌握以下核心参数：

1️⃣ 压敏电压（Varistor Voltage, V₁mA）

• 指在1mA直流电流下，压敏电阻两端的电压；

• 是选型的核心参数之一；

• 常见范围：14V~1500V。

实际应用中应确保电路正常电压小于压敏电压的80%。

2️⃣ 限制电压（Clamping Voltage）

• 指在浪涌电流（如1A、10A、100A）作用下，压敏电阻两端所能限制的最大电压；

• 越低越好，表示保护能力越强。

3️⃣ 通流容量（Surge Current Capability）

• 表示压敏电阻可承受的最大浪涌电流（如8/20μs波形下）；

• 单位为安培（A）或千安（kA）；

• 通流能力越高，抗雷击/抗浪涌性能越强。

4️⃣ 漏电流（Leakage Current）

• 在正常电压下流过压敏电阻的微小电流；

• 值越小越好，防止能耗与误导通。

5️⃣ 响应时间（Response Time）

• 压敏电阻的响应速度通常小于25ns；

• 虽不如TVS快，但对工业设备已足够。

6️⃣ 非线性系数（α值）

• 描述其伏安特性曲线陡峭程度：

$$I = K \cdot V^\alpha$$

其中α为非线性系数，一般介于 30~50；

• α越大，保护越迅速。

7️⃣ 能量吸收能力（Energy Absorption Capability）

• 表示压敏电阻在单次或多次浪涌中吸收能量的能力；

• 单位为焦耳（J）；

• 关键用于雷击与高能脉冲环境。

四、压敏电阻的电气特性曲线分析

在伏安特性曲线上，压敏电阻的行为可分为三个区间：

这使压敏电阻具备“自动开关”式保护效果，是理想的过压保护器件。

五、压敏电阻 VS TVS管、电容、气体放电管