描述

多层片式压敏电阻器（MLV）是一种浪涌电压抑制器。它是采用先进的叠层片式化技术制造的半导体陶瓷元件，它能为被保护元件（电路）提供强有力的保护，同时具有优良的浪涌能量吸收能力及内部散热能力。该元件是一种无引线的片式结构，其寄生电感非常小、响应速度非常快（响应时间<0.5ns），因此它具有优良的ESD及各种浪涌噪声的抑制能力。与传统的齐纳二极管和圆片压敏电阻器相似，具有体积小、重量轻、响应速度快的特点。

MLV片式压敏电阻器示意图

MLV压敏电阻，全称为Multi-Layer Varistor，即多层片式压敏电阻器，是一种常见的电子元件。

一、工作原理与特性

MLV压敏电阻的工作原理基于其非线性伏安特性。当加在其两端的电压低于阈值电压时，流过它的电流极小，相当于一个阻值无穷大的电阻；当电压超过阈值电压时，流过它的电流会激增，相当于一个阻值无穷小的电阻。利用这一功能，MLV压敏电阻可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。

ZnO压敏电阻实际上是一种伏安特性呈非线性的敏感元件，在正常电压条件下，这相当于一只小电容器，而当电路出现过电压时，它的内阻急剧下降并迅速导通，其工作电流增加几个数量级，从而有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏，它的伏安特性是对称的，如图(1)a 所示。这种元件是利用陶瓷工艺制成的，它的内部微观结构如图(1)b 所示。微观结构中包括氧化锌晶粒以及晶粒周围的晶界层。

氧化锌晶粒的电阻率很低，而晶界层的电阻率却很高，相接触的两个晶粒之间形成了一个相当于齐纳二极管的势垒，这就是一压敏电阻单元，每个单元击穿电压大约为3.5V，如果将许多的这种单元加以串联和并联就构成了压敏电阻的基体。串联的单元越多，其击穿电压就超高，基片的横截面积越大，其通流容量也越大。压敏电阻在工作时，每个压敏电阻单元都在承受浪涌电能量，而不象齐纳二极管那样只是结区承受电功率，这就是压敏电阻为什么比齐纳二极管能承受大得多的电能量的原因。

压敏电阻的Zv与电路总阻抗（包括浪涌源阻抗Zs）构成分压器，因此压敏电阻的限制电压为V=VsZv/(Zs+Zv)。Zv的阻值可以从正常时的兆欧级降到几欧，甚至小于1Ω。由此可见Zv在瞬间流过很大的电流，过电压大部分降落在Zs上，而用电器的输入电压比较稳定，因而能起到的保护作用。图(3)所示特性曲线可以说明其保护原理。直线段是总阻抗Zs，曲线是压敏电阻的特性曲线，两者相交于点Q，即保护工作点，对应的限制电压为V，它是使用了压敏电阻后加在用电器上的工作电压。Vs为浪涌电压，它已超过了用电器的耐压值VL，加上压敏电阻后，用电器的工作电压V小于耐压值VL，从而有效地保护了用电器。

二、结构特点

MLV压敏电阻采用先进的叠层片式化技术制造，由半导体陶瓷材料（如氧化锌等）构成，具有独特的电气特性和物理结构。其特点包括：

无引线：MLV压敏电阻是一种无引线的片式结构，使得其寄生电感非常小。
响应速度快：由于采用了先进的叠层片式化技术，MLV压敏电阻的响应速度非常快，响应时间通常小于0.5纳秒。
体积小：MLV压敏电阻具有体积小、重量轻的特点，适用于集成度高的电子设备。

三、性能参数

MLV压敏电阻的主要性能参数包括：

最大工作电压：允许长期连续施加在MLV压敏电阻两端的电压（有效值），在此工作状态下MLV压敏电阻不导通，保持高阻状态。
阈值电压：MLV压敏电阻开始导通的电压值。
最大钳位电压：当电路中出现过电压时，MLV压敏电阻会迅速导通并限制电压的升高，最大钳位电压是指电阻在导通后所能承受的最大电压值。
通流容量：MLV压敏电阻能够承受的最大电流值，决定了电阻能否承受瞬间的大电流。
漏电流：在正常工作电压下，MLV压敏电阻会有一定的漏电流，漏电流过大会导致电阻发热严重，甚至损坏。

四、应用领域

MLV压敏电阻被广泛应用于各种电子设备中，以保护电路免受电压突变或浪涌的损害。具体应用领域包括：

电源线路保护：MLV压敏电阻常被用于电源线路的输入端或输出端，以实现对整个电路的保护。当电源线路中出现过电压时，MLV压敏电阻能够迅速响应并将电压钳制在一个安全水平。
信号线路保护：在信号线路中，MLV压敏电阻可以有效地抑制干扰和噪声的传播，提高信号的传输质量。它通常被安装在信号线路的接收端或发送端，以实现对信号的保护和过滤。
汽车电子系统：MLV压敏电阻可用于保护车载电子设备免受电压突变的损害。
工业自动化领域：MLV压敏电阻可用于保护工业控制设备免受浪涌电压的干扰。

五、发展趋势

随着电子技术的不断发展，MLV压敏电阻也在不断更新换代，以适应更高频率、更高功率的电子设备的需求。未来的MLV压敏电阻将具有更高的性能、更小的体积和更好的可靠性，为电子设备的保护提供更加有力的保障。

一种浪涌电压抑制器-MLV片式压敏电阻器