1、類別：武器/2014名稱：特別是間諜學(xué)號：聯(lián)系方式：時間：2017年10月第7章敏感陶瓷7.2壓敏陶瓷，主要內(nèi)容：壓敏半導(dǎo)體陶瓷的基本參數(shù)ZnO壓敏半導(dǎo)體陶瓷ZnO壓敏陶瓷的電導(dǎo)機制壓敏陶瓷材料，技術(shù)和應(yīng)用，壓敏陶瓷的電阻值和加電壓目前使用最廣泛、性能最高的陶瓷壓敏電阻是ZnO半導(dǎo)體陶瓷壓敏電阻。7.2.1壓敏電阻半導(dǎo)體陶瓷的基本參數(shù)(1)陶瓷壓敏電阻的I-V特性，特定邊界電壓以下，壓敏電阻陶瓷電阻值很高，電流很少。但是超過這個閾值電壓，電阻就會急劇改變，電流就會流動。隨著電壓的輕微增加，電流迅速增加。圖7-71 ZnO壓敏電阻的I-V特性(圖：小電流區(qū)域()稱為預(yù)擊穿區(qū)域中的電流區(qū)域()，具

2、有高非線性，在擊穿區(qū)域以下的較小范圍內(nèi)，I-V特性為歐姆特性)。圖7-72 ZnO壓敏電阻不同溫度下的I-V特性，屈服區(qū)域中的導(dǎo)電機制取決于隧道效應(yīng)，受溫度影響較小。電壓v (v)，(2)非線性系數(shù)，結(jié)論：通常，當(dāng)壓敏電阻的電流為1毫安時，對應(yīng)的電壓是與v一起急速上升的I的電壓大小的指示，以V1mA表示，稱為減壓電壓。壓敏電阻是根據(jù)應(yīng)用要求選擇壓敏電阻的重要參數(shù)，且(3)材料常數(shù)c，(4)泄漏電流，壓敏電阻的線路，設(shè)備和設(shè)備正常運行時流動的過電壓電阻器的電流稱為泄漏電流。壓敏電阻穩(wěn)定工作，泄漏電流必須盡可能小。泄漏電流的大小與材料的趙寅成、制造工藝、電壓和溫度有關(guān)。(5)電壓溫度系數(shù)，壓敏電阻

3、的減壓電壓隨溫度升高而降低的電壓溫度系數(shù)是測量溫度特性的參數(shù)。在指定的溫度范圍和零功率條件下，每個溫度變化的1壓敏電阻的相對變化率稱為壓敏電阻的電壓溫度系數(shù)。(6)應(yīng)力、熱應(yīng)力和壓縮應(yīng)力等應(yīng)用的應(yīng)力導(dǎo)致特性惡化的壓敏電阻的變形和通過流。壓力探測器長期受交流、直流負載或高浪涌電流負載的沖擊影響，導(dǎo)致變形后I-V特性惡化，預(yù)破壞區(qū)域的I-V特性曲線向大電流方向移動，從而增加泄漏電流，減少減壓電壓。變態(tài)發(fā)生在在線和預(yù)破壞區(qū)域，不影響擊穿電壓以上的特性。變化增加壓敏電阻的泄漏電流，降低減壓電壓。隨著負荷時間的增加，變形效果加深。變態(tài)現(xiàn)象不同于外部電場的形式(AC、DC或脈沖)。一些工程師認為離子遷移是

4、ZnO壓敏電阻蛻變的主要原因。還不能完全消除蛻變。流量(通過流):滿足V1mA下降要求的壓敏電阻可承受的最大沖擊電流(根據(jù)指定波形)稱為壓敏電阻的流量或通過流。壓敏電阻的通過流與材料的化學(xué)成分、制造工藝及其幾何尺寸有關(guān)。(7)殘余壓力比，(7.2.2 ZnO壓敏半導(dǎo)體陶瓷，(1)ZnO的晶體結(jié)構(gòu)，(2)ZnO的波段結(jié)構(gòu)和缺陷，(ZnO是n型半導(dǎo)體，也稱為電子半導(dǎo)體)。n型半導(dǎo)體是具有比共點濃度大得多的自由電子濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體，是電子導(dǎo)電性重點的半導(dǎo)體。ZnO晶體中的點缺陷主要是前端缺陷，而不是肖特基缺陷，ZnO半導(dǎo)體陶瓷的電導(dǎo)率受雜質(zhì)影響很大，摻雜金屬氧化物以提高材料的特性是常用方法。ZnO半

5、導(dǎo)體陶瓷的電導(dǎo)率與雜質(zhì)的種類、雜質(zhì)在基體中的位置和燒結(jié)時的氣氛有關(guān)。摻雜可以提高ZnO壓敏電阻的性能穩(wěn)定性和非線性系數(shù)。雜質(zhì)對電導(dǎo)率的影響也與雜質(zhì)的種類和在氣質(zhì)中的位置、燒結(jié)氣氛有關(guān)。(4)工藝條件對ZnO壓敏電阻性能的影響，使用粉碎設(shè)備混合粉碎材料，噴霧造粒，干壓成型后在空氣氣氛中燃燒。，(5)ZnO壓敏半導(dǎo)體陶瓷趙寅成，ZnO壓敏電阻半導(dǎo)體陶瓷相趙寅成及其化學(xué)成分，工藝條件。含Bi的ZnO壓敏陶瓷(Bi系列)主要由ZnO、尖晶石和Bi組成。相被定義為系統(tǒng)的物理和化學(xué)特性統(tǒng)一的部分。相，可以由純物質(zhì)組成，也可以由混合物和溶解體組成，可以是氣體、液體、固體等徐璐其他形式的聚集狀態(tài)，相之間存在界

6、面。ZnO壓敏陶瓷的非線性是晶界和ZnO模共同作用的結(jié)果，ZnO模I-V特性的影響，尤其是高電流，不能忽略。也就是說，從某種意義上說，ZnO粒子的電壓降更具決定性的作用。7.2.3 ZnO壓敏陶瓷的電導(dǎo)機制，(1)ZnO壓敏電阻的I-V特性，()預(yù)制動區(qū)()預(yù)制動區(qū)()恢復(fù)區(qū)，預(yù)制動區(qū)()在外部電壓低于壓敏電阻時產(chǎn)生高非線性效應(yīng)之前，壓敏電阻主要是晶界產(chǎn)生的高電阻特性當(dāng)外部電壓到達壓敏電阻時，在局部區(qū)域()，電阻隨著電壓的增加而急劇減少，晶界屏障逐漸破壞。壓敏電阻由ZnO半導(dǎo)體陶瓷的晶系特性控制，具體取決于預(yù)擊穿區(qū)和擊穿區(qū)的特性。在恢復(fù)區(qū)，壓敏電阻的特性由粒子特性控制。熱電子發(fā)射加熱金屬，其中

7、很多電子為了克服表面障礙，逸出現(xiàn)象類似氣體分子，金屬內(nèi)的自由電子以恒定速度分布，進行不規(guī)則的熱運動。在逆偏壓下，流向障礙物右側(cè)的電子有從左側(cè)ZnO結(jié)晶導(dǎo)帶中逸出的電子和從晶界中衰變電子逸出的電子，推力為熱。(2) ZnO壓敏陶瓷是由ZnO晶粒和圍繞ZnO晶粒的三維富固溶體骨架組成的微結(jié)構(gòu)特征，稱為晶相。ZnO壓敏電阻特性取決于半導(dǎo)體晶粒、晶界和晶界結(jié)構(gòu)。(3)雜質(zhì)對電導(dǎo)率的影響，(4)晶界屏障模型，肖特基勢壘是指二極管具有整流特性的金屬-半導(dǎo)體接觸。在金屬-半導(dǎo)體邊界形成的配對區(qū)域。7.2.4壓敏電阻陶瓷材料，工藝和應(yīng)用，(1)種子結(jié)晶法ZnO低壓壓敏電阻陶瓷，(2)TiO2壓敏電阻陶瓷，(3

8、)SrTiO3壓敏電阻陶瓷，(7.2.4.1新型壓敏電阻陶瓷材料，(1)種子結(jié)晶法ZnO低壓壓敏電阻陶瓷，(2)，ZnO壓敏陶瓷電阻的低壓途徑主要是減小壓敏電阻的厚度；增加粒子的平均粒子大小。在壓敏陶瓷的每個粒子邊界降低壓敏電壓。(2)TiO2壓敏陶瓷，TiO2低壓壓敏電阻以TiO2為主要成分，成分中TiO2為95%以上的銳鈦礦TiO2粉末，其他少量添加Ba(NO3)2和Nb(HC2O4)5。TiO2線壓敏電阻陶瓷的特點是生產(chǎn)工藝比較簡單，成本低，載流量及電容量均高于ZnO。電壓化比較容易實現(xiàn)，因此低壓電阻器中性能優(yōu)良是最明顯的。(3)SrTiO3壓敏陶瓷、壓敏電阻的應(yīng)用，電子設(shè)備的過電壓保護交流輸出線的防雷直流電源線的防雷整流設(shè)備的操作過電壓保護繼電器觸點和線圈的保護晶體管的