Тема: Волт-Амперна Характеристика
жүктеу/скачать 93 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- : работен ток I раб ; максимално допустима разсейвателна мощност P max и др.
- Опитни данни и резултати № U, V I, µA
| Технически университет София
Филиал – Пловдив Методическо ръководство по материалознание Тема: Волт-Амперна Характеристика На Нелинейно Съпротивление
Варисторите представляват полупроводникови нелинейни съпротивителни елементи със симетрична волт-амперна характеристика. Най-важното им свойство се състои в това, че до определено прагово напрежение съпротивлението им е много голямо и ток през тях практически не протича. За обозначаване на варистора често се използва и съкращението VDR (Voltage Dependent Resistor). В настоящият момент варистори се създават на базата на керамиката от силициев карбид, цинков оксид, титаниев диоксид, двужелезен триоксид и други. 
Фиг. 2
Фиг. 1 При повишаване на напрежението над праговото, съпротивлението им бързо намалява и през тях започва да протича значителен ток. Веристорите се изготвят най-често от прахообразен силициев карбид, пресован заедно със свързващи вещества. Нелинейността на волт-амперната им характеристика се дължи не на PN прехода, а на контактни и повърхностни явления в поликристалната структура, които настъпват при увеличаване на напрежението. Най-важни от тези явления са:
В Когато варисторите се използват като ограничаващи и стабилизиращи елементи, важно значение има тяхното прагово напрежение, което в справочниците се означава като работно напрежение Uраб. Съществуват варистори с прагово напрежение от 1-2 до няколко хиляди волта. Ако към варистор с малко прагово напрежение се подаде синусоидно напрежение, токът през него няма да е синусоиден и ще съдържа хармоници. Аналогичен е случаят, когато при избрана работна точка се подаде променлив сигнал. В такива случаи важен параметър за варисторите е коефициентът на нелинейност ( 
Коефициентът на нелинейност зависи от избраната работна точка съгласно равенството: 
Където  е константа. На практика коефициентът на нелинейност има стойност между 2 и 6 .
Други параметри на варисторите: работен ток Iраб; максимално допустима разсейвателна мощност Pmax и др. Нелинейните варистори притежават волт-амперна характеристика, графиката на която се отличава от правата линия и може да бъде симетрична или несиметрична спрямо координатната система. За разлика от терморезисторите специфичното съпротивление на нелинейните резистори се изменя в зависимост от големината на интензитета на електричното поле. За направата на варистор със симетрична волт-амперна характеристика се използва силициев карбид. За варистори с несиметрична волт-амперна характеристика могат да се използват полупроводникови изправители. В тесен интервал на напрежението волт-амперната характеристика може да се представи във вида: . Коефициентът на нелинейност се променя с повишаване на напрежението и има максимум при някакви междинни стойности. 
От начина на дефиниране е ясно, че зависи от напреженовия интервал на определяне. Най-често Б се определя в интервала (0,1-1mA ) или (1-10mA). Тогава: 
Друга важна характеристика на варистора е класификационното напрежение. То се измерва с предварително дефиниран постоянен ток през варистора. За варисторите от силициев карбид този ток може да бъде 10mA. Нелинейните резистори имат сложна по състав структура, състояща се от зърна на полупроводников материал, отделени едно от друго с тънка изолационна прослойка. Емисията от електрони през нея рязко се увеличава над определеното критично напрежение, което в зависимост от обработката може да се изменя в широки граници. Варисторите се използваат за защита на електроннит стъпала и възли от пренапрежения и др. 
Фиг. 3 фиг. 4 Варисторите се използват за защита на полупроводникови и други елементи и устройства от импулсни пренапрежения. Такива се появяват при гръмотевици, при включване и изключване, при наличие на индуктивности в електронните схеми, друго основно приложение е защитата на високоволтовите далекопроводи от гръмотевици. При ниски работни напрежения варисторите пропускат минимален ток. Включени паралелно на защитавания елемент при високи напрежения те се отпушват, т.е. пропускат голям ток и шунтират този елемент. Тогава тяхното съпротивление пада под това на елемента, до няколко ома. При това варисторите отчитат импулсивното напрежение. Мощните варистори, които се използват за заземяване имат прагово напрежение от 50кV до 600кV и са изградени от деседки полудпроводникови шайби. Варисторите се изработват за напрежения от 3 до 200 V и номинален ток от 0,1 до 1000 mA, с коефициент на линейност от 2 до 7 и разсеяна мощност от 0,1 до 100 W. Използват се за стабилизатори на напрежение, за искрогасене, умножение на честота, ограничители на тока, в автоматически устройства, при регулиране на звука на телефонни апарати и др.
Студентите определят опитно волт-амперната характеристика на варистор.
Образецът е диск, изработен от силициев карбид (SiC), поставен между плоски електроди. Материалът има наименование валит. Дискът е част от вентилен отвод – съоръжение за защита от пренапрежения.
Към изследвания варистор се подава напрежение U с различна стойност и се отчита съответния ток I. По закона на Ом се определя съпротивлението R за всяка стойност на приложеното напрежение.
Построяват се зависимостите U = f ( I ) и R = f ( I ) и се анализира характера на изменението им. жүктеу/скачать 93 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
аристорите се изготвят във вид на цилиндрични и дискови тела и се състоят от отделни дискове, притиснати едни към други.