1.4.2. Варисторы

Варистором называется непроволочный резистор объемного типа, электрическое сопротивление которого быстро уменьшается при увеличении приложенного к нему напряжения.

Для изготовления варисторов используется конгломерат зерен кар­бида кремния. Структура варистора пока­зана на рис. 1.5. (1 – диск из зерен карбида кремния, скрепленных неорганическим связующим, 2 – электроды).

Электропроводность варистора определятся многими параллель­ными цепочками контактирующих зерен, причем пробивное напря­жение контактов в различных цепочках имеет большой разброс. Так, до значения приложенного напряжения U1 (рис. 1.6) ток идет только через сопротивление R, после чего при напряжениях U1, U2, U3 и последующих включаются друг за другом остальные параллельные цепочки зерен, и вольт-амперная характеристика представляет собой ломаную линию.

В реальном варисторе таких цепочек может быть очень много, поэтому вольт-амперная характеристика (рис. 1.7) представляет собой плавную кривую. Варисторы, изготовленные из несвязанных зерен карбида кремния, являются нестабильными, боятся тряски, ударов и легко из­меняют свои характеристики. Поэтому зерна SiC надо скреплять связующим веществом. В качестве связующих веществ используются глина, ультрафарфоровая масса, жидкое стекло, легкоплавкие стекла, кремнийорганические лаки и т.д. Материал с глинистой связкой называют тиритом, со связкой из жидкого стекла – вилитом.

Область применения варисторов

Варисторы применяются в стабилизаторах и ограничителях напряжения, в частности, в устройствах стабилизации высоковольтных источников напряжения телевизоров, для стабилизации токов в отклоняющих катушках кинескопов, в системах размагничивания цветных кинескопов и в системах автоматического регулирования.

Основными характеристиками варисторов являются: номинальное напряжение, коэффициент нелинейности, номинальная мощность рассеяния.

Коэффициент нелинейности варисторов на основе карбида кремния составляет от 5 до 25. Для повышения этого коэффициента варисторы изготавливают из оксида цинка, легированного примесями висмута, кобальта и других элементов. Такие варисторы (их называют также варисторами из оксидных полупроводников) имеют коэффициент нелинейности до нескольких десятков. Однако отрицательной особенностью варисторов из оксидных полупроводников является их меньшая стабильность как при работе, так и при хранении.