30
氧化鋅壓敏電阻器在8/20μs脈沖電流下的伏安個性，在以往有許多研討[1-4]，寬泛以為：壓敏電阻器在8/20μs脈沖電流下，電流峰值和電壓峰值不同時達到，電壓峰值早于電流峰值，回升沿的伏安個性曲線和升高沿的伏安個性曲線不相重合且組成回線特點；有的以為是脈沖電流激起的空穴滯后效應[3]，有的以為是電致伸縮或熱效應誘發的滯后效應[4]，有的以為是受襲擊電流和電流變化率影響[2]。
-76.8
真實，因為壓敏陶瓷體不也許給與零引出，減短序線長度、給與中空閥片和給與凱文接線法等只能盡也許減小電感，在壓敏電阻器襲擊丈量時電感是沒法徹底消除的。即使給與零長度引出線將電疏通入壓敏陶瓷體表面電極，電流也須在表面電極上從新調配到每一點，表面電極的電疏通道組成為了等效電感。壓敏電阻電極等效電感和測試點間的引線電感希奇組成壓敏電阻器引出電感。引出電感不可消除。引出電感必定對回線特點有進獻。
本文等于試圖對壓敏電阻器在8/20μs脈沖電流下伏安個性曲線的回線特點舉辦半定量的闡發，確認回線特點能否壓敏陶瓷休的本征個性。
2 創立模型
95.5
憑證等效電路圖1，勾串電感不能為零，電感的存在必定會在襲擊測試時產生伏安個性的回線，回升段電壓高于升高段，這和壓敏電阻器回線特點很同等。由此提出假若，回線是等效電感誘發的，將等效電感作常量看待，壓敏陶瓷體的電阻是一個純可變電阻，引出電阻和壓敏陶瓷體的電阻上的電壓降只與電流大小有關而與電流時間變化率有關。能夠得出：
5cm導線處升高沿電壓v
在8/20μs脈沖電流升高沿，壓敏電阻器上的電壓能夠示意成式（2）
(2)
在8/20μs脈沖電流升高沿，對應于同一電流值，壓敏電阻器陶瓷體上的壓降類似，如式（3a）； 同時，引出電阻上的電壓降類似，如式（3b）。
(3a)
(3b)
在8/20μs脈沖電流升高沿，對應于同一電流值，將式（1）和式（2）相減得式（4），回升沿和升高沿對應于同一電流值的等效電感上的回升下降沿電壓差，是回升沿和升高沿電流時間變化率差值的函數。在已知等效電感上的回升下降沿電壓差與回升沿和升高沿電流時間變化率差值時，便能夠打算等效電感值。
v上（i）- v下（i）=l (di上/ dt - di下/dt )= f (di/dt ) ( 4 )
2.9
3 推行條件
試驗樣品為20d101(中壓料)、20d620（低壓料）、32d560（低壓料）和32d101（低壓料）各1只，20d產品引線間距10mm、測試點為引線根部和引線約50mm處，32d產品引線間距15mm、 測試點為引線根部；間距10mm、長度125mm平行引線電壓降丈量。
178
4 試驗成就及闡發
4.1 測試數據顯示引線上電阻效應不可忽略
圖2為測試的壓敏電阻器在8/20us襲擊下的伏安個性回線特點圖的示例，曲線顯見泛起分明的回線特點，回升沿電壓大于升高沿。圖3和圖4為示波器捕獲的電流和電壓波形，電壓峰值先于電流峰值，不像重大的電感，在電流峰值處電流時間變化率為零，但顯示此時平行引線首尾測試點間的電壓不相等，過了峰值電流后才達到相等的電壓值，將各測試中電流峰值點與電引線上電壓為零的時間差、零電壓時的電流值列于表1，能夠很確定地說，引線上的電阻效應不可忽略。
圖2 產品在3.1ka的8/20μs脈沖電流下的伏安個性局部曲線
導線零電壓點電流值ka
試品
襲擊電流峰值ka
表1 8/20μs脈沖電流下產品引線及純引線首尾處電壓相等點與電流峰值的區別
電流峰值點與導線電壓零值點時間差μs
125mm導線
2
1.84
25.6
3
2.8
20d101
2
1.9
3
3
2.88
3.2
20d620
2
85.2
3.4
3
2.95
1.6
表2為理論打算的直徑1mm的平行雙銅導線電阻以及對應襲擊電流時的電壓降，從數據顯示，引出電阻的影響險些不可忽略。
表2 直徑1mm的平行雙銅導線電阻的理論打算成就
電流
ma
電阻
電壓降v
mω
@0.9ka
@2ka
@3ka
10
回升下降沿電壓差v
0.401
0.892
1.338
235
2.23
157
4.460
6.69
125
5.575
5.018
11.150
16.725
4.2 從測試數據中打算出等效電感值
憑證測試獲得對應電流的回升沿和升高沿電流變化率和電壓差值，憑證式（4）打算出125mm平行雙銅導線、20d101的引線及被銀陶瓷體、20d620的引線及被銀陶瓷體的等效電感值，分袂列于表三、表4和表5。
表3 125mm平行雙銅導線的試驗推導電感值
2ka
電流a
900
1200
1500
-5.6
2000
回升沿電流變化率a/μs
被銀瓷片電感nh
272
192
100
-12.8
升高沿電流變化率a/μs
-65.6
-73.6
回線特點天然遐想到電感效應。雖然以往的試驗給與各類要領縮小或消除壓敏電阻器在8/20μs脈沖電流測試中的電感，但壓敏電阻器的伏安個性回線特點如故不能被消除。這理想是因為電感沒法消除照舊回線特點等于壓敏陶瓷體的本征個性呢？
-60.8
-12.8
回升下降沿電流變化率差a/μs
433.6
345.6
268.8
160.8
-12.8
回升沿電壓v
63.6
48.8
35.6
24.8
8.8
升高沿電壓v
1800
-6
-4
-0.8
8.8
0.446
69.2
54.8
39.6
4.2
-12.8
等效電感nh
159.6
158.6
147.3
281
212
電流a
900
1500
2000
2500
3000
回升沿電流變化率a/μs
580
420
328
220
-12.8
升高沿電流變化率a/μs
-88
156.1
69.9
-108
-12.8
回升下降沿電流變化率差a/μs
668
540
454
328
-12.8
回升沿電壓v
93.8
71
58
42.8
9.6
升高沿電壓v
205
-12
0
-8.4
9.6
0.446
103.8
83
70.8
51.2
-12.8
等效電感nh
155.4
80
155.9
-120
表4 20d101的引線及被銀陶瓷體的試驗推導電感值
2ka
電流a
900
1200
1500
-5.6
2000
回升沿電流變化率a/μs
被銀瓷片電感nh
272
192
153.7
-12.8
回升沿電流變化率a/μs
-65.6
-73.6
回線特點天然遐想到電感效應。雖然以往的試驗給與各類要領縮小或消除壓敏電阻器在8/20μs脈沖電流測試中的電感，但壓敏電阻器的伏安個性回線特點如故不能被消除。這理想是因為電感沒法消除照舊回線特點等于壓敏陶瓷體的本征個性呢？
-60.8
-12.8
回升下降沿電流變化率差a/μs
433.6
345.6
268.8
140.8
-12.8
根部回升沿電壓v
220
227
230
50
234
根部升高沿電壓v
181
194
207
223
234
5cm導線處回升沿電壓v
249
250
249
244
237
在8/20μs脈沖電流回升沿，壓敏電阻器上的電壓能夠示意成式（1）
襲擊產生器為sk-20ka，用設備的分流器舉辦電流取樣，直接在壓敏電阻器的兩引線根部取樣電壓信號，用tds102示波器按次顯示和丈量電流和電壓信號。襲擊電流波形為8/20μs，峰值為2.0ka和3.0ka。
192
-10
222
237
5cm導線的回升沿電壓v
29
23
19
9
3
5cm導線的升高沿電壓v
-3
-2
-2
-1
3
被銀瓷片回升下降沿電壓差v
39
33
23
12
-12.8
5cm導線回升下降沿電壓差v
32
表5 20d620的引線及被銀陶瓷體的試驗推導電感值
21
10
-12.8
368
溫州創捷防雷電器有限公司89.9
如圖1氧化鋅壓敏電阻在8/20μs脈沖電流下擊穿當前的電流區下的等效電路。個中l為壓敏電阻的引出電感和陶瓷體等效電感，rv為壓敏電阻陶瓷體敏感電阻（含非線性晶界和晶粒），rs為引出電阻，i為流過壓敏電阻器的電流，v（i）為壓敏電阻器上的總壓降，vv（i）為壓敏電阻陶瓷體敏感電阻壓降，vr (i)為引出電阻上的電壓降，di/dt為電流隨時間的變化率，脈沖電流時di/dt為電流的函數，則電感上的電壓降為l di / dt 。
85.6
1.96
5cm導線電感nh
73.8
72.3
78.1
71.0
212
電流a
900
1500
2000
2500
3000
回升沿電流變化率a/μs
580
424
328
220
-12.8
回升沿電流變化率a/μs
-88
156.1
69.9
-108
-12.8
回升下降沿電流變化率差a/μs
668
544
454
328
-12.8
根部回升沿電壓v
232
250
260
268
268
根部升高沿電壓v
174
198
218
238
268
5cm導線處回升沿電壓v
275
159.2
285
288
272
在8/20μs脈沖電流回升沿，壓敏電阻器上的電壓能夠示意成式（1）
170
191
3ka
234
272
5cm導線的回升沿電壓v
43
31
表5 20d620的引線及被銀陶瓷體的試驗推導電感值
20
4
5cm導線的升高沿電壓v
-4
-7
-6
-4
4
被銀瓷片回升下降沿電壓差v
58
73.2
42
1 小序
-12.8
5cm導線回升下降沿電壓差v
47
38
31
24
-12.8
368
溫州創捷防雷電器有限公司86.8
95.6
92.5
91.5
5cm導線電感nh
70.4
-126
186
52
25
2ka
電流a
900
1200
1500
-5.6
2000
回升沿電流變化率a/μs
被銀瓷片電感nh
272
192
153.7
-12.8
回升沿電流變化率a/μs
-65.6
-73.6
回線特點天然遐想到電感效應。雖然以往的試驗給與各類要領縮小或消除壓敏電阻器在8/20μs脈沖電流測試中的電感，但壓敏電阻器的伏安個性回線特點如故不能被消除。這理想是因為電感沒法消除照舊回線特點等于壓敏陶瓷體的本征個性呢？
-60.8
-12.8
回升下降沿電流變化率差a/μs
433.6
345.6
268.8
140.8
-12.8
根部回升沿電壓v
68.3
197
-10
211
214
根部升高沿電壓v
2.007
172
185
201
214
5cm導線處回升沿電壓v
3ka
218
220
220
168
在8/20μs脈沖電流回升沿，壓敏電阻器上的電壓能夠示意成式（1）
155
217
182
200
168
5
