金屬氧化物非線性電阻特性和應(yīng)用

金屬氧化物壓敏電阻是電力和電子系統(tǒng)的關(guān)鍵保護(hù)器件，直接決定系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。

《金屬氧化物壓敏電阻：從微觀結(jié)構(gòu)到宏觀特性》系統(tǒng)介紹了氧化鋅等壓敏電阻的基礎(chǔ)研究、制各工藝、性能調(diào)控及應(yīng)用進(jìn)展，包括導(dǎo)電及老化機(jī)理、微結(jié)構(gòu)電特性、微結(jié)構(gòu)測試及微結(jié)構(gòu)仿真分析、高梯度低殘壓氧化壓敏陶瓷、氧化鈦及氧化錫等其他體系壓敏陶瓷的研究進(jìn)展等，構(gòu)建了壓敏電阻微結(jié)構(gòu)特性與宏觀特性之間的關(guān)聯(lián)性。

《金屬氧化物壓敏電阻：從微觀結(jié)構(gòu)到宏觀特性》可供高校和科研院所電氣工程、微電子、材料等專業(yè)的師生以及電力傳輸、電氣設(shè)備制造等行業(yè)的工程技術(shù)人員閱讀和參考。

若非線性電阻的特性曲線關(guān)于原點(diǎn)對稱，如圖1(b)所示，表明改變電阻兩端所加電壓的極性不會影響它的特性曲線，這類電阻稱為雙向型電阻；否則為單向型電阻。半導(dǎo)體二極管的特性曲線關(guān)于原點(diǎn)不對稱，因此稱二極管為單向型電阻。若非線性電阻的特性曲線是單調(diào)曲線，所描述的電阻則為單調(diào)電阻，如圖1(a)、(b)所示。如果特性曲線不具有單調(diào)性，但電壓總是電流的單值函數(shù)，則稱這類電阻為流控電阻；若電流總是電壓的單值函數(shù)，則稱為壓控電阻。顯然，單調(diào)電阻既是流控電阻也是壓控電阻。圖1(c)、(d)所表示的電阻則分別為壓控電阻和流控電阻。

電路在直流電源作用下的解稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)處非線性電阻的電壓與電流之比定義為靜態(tài)電阻，仍用R表示，即R=U₀/I₀。顯然，靜態(tài)電阻的大小與工作點(diǎn)的位置有關(guān)。例如圖中所示非線性電阻，工作點(diǎn)Q’處靜態(tài)電阻大于工作點(diǎn)Q”處的靜態(tài)電阻。

非線性電阻在某一工作點(diǎn)處電壓增量△u與電流增量△I之比的極限，稱為該工作點(diǎn)處的動態(tài)電阻，某工作點(diǎn)的動態(tài)電阻實(shí)際上就是特性曲線上該工作點(diǎn)的斜率。動態(tài)電阻的大小與工作點(diǎn)的位置有關(guān)。例如，圖2中工作點(diǎn)Q’處的動態(tài)電阻R’_d為正，工作點(diǎn)Q”處的動態(tài)電阻R”_d為負(fù)。

伏安特性曲線是曲線的原件叫非線性原件，導(dǎo)電時(shí)不遵從歐姆定律。非線性是指電阻在某些條件下，阻值會發(fā)生急劇的變化，比如電視機(jī)的消磁電阻，在電視機(jī)正常工作時(shí)，它的阻值是無窮大的，然而在電視機(jī)剛剛接通電源的一剎那，電視機(jī)的消磁電阻是很小的，這樣電流就可通過消磁線圈對顯像管消磁，消磁完畢后，消磁電阻又變的很大，保證了用電的安全可靠。所以不是非固定電阻就是非線性電阻。