氧化锌电阻片泊松比

关于高性能氧化锌电阻片的研究进展探究作者：陈光明来源：《现代经济信息》2016年第15期摘要：近年来，随着我国社会经济的发展，电力的应用日益广泛，避雷器作为电力系统中的重要组成部分，对其关键组件氧化锌电阻片的要求也也越来越严苛。

本文叙述了氧化锌电阻片三个方面的研究进展，包括其导电原理、劣化机理和制造工艺。

关键词：氧化锌电阻片；导电原理；劣化机理；制造工艺中图分类号：O4-0 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）015-000-02一、ZnO电阻片的导电原理研究进展氧化锌电阻阀片的导电原理属于基础理论研究，国内外对于氧化锌压敏陶瓷的研究时间长达三十年，期间，取得了丰硕的研究成果。

表1列出了ZnO电阻阀片导电原理的研究状况。

上个世纪五六十年代，日本率先研究氧化锌压敏电阻片导电原理，到目前为止，雪崩击穿原理、Schottky原理和两步传输理论被比较广泛地提及和应用。

雪崩击穿原理，取“雪崩”之名，在于强调其如雪崩一样绵绵不绝。

当单个电子从阴极走向阳极时，在电场强度足够大的情况下，单个电子与晶体原子相互碰撞，产生新的电离子，然后这两个电子在走向阳极的过程中又与其他晶体原子相撞，产生其他电子，循环下去，电子就会像雪崩似的绵绵不绝地增加。

这个原理与中国道家的“道生一，一生二，二生三，三生万物”相似。

Schottky势垒原理研究者很多，也被大多数人广为接受。

图2为金属与n型半导体形成的肖特基势垒图。

肖特基势垒指的是拥有整流特性的金属-半导体接触，它与具有欧姆接触的绝缘层的空间限制电流不同，空间限制电流不具有整流性。

这项原理的应用技术在氧化锌电阻片的保护和稳压功能方面具有很好的效用。

两步传输理论的基础是双耗尽层模型，它强调电子分两步进行的传输。

第一步的传输途经是由氧化锌晶粒到界面层，第二步的途经是由界面层传到其他的晶粒。

与普通半导体导电不同，这种导电方式是双向的，不受正负电极约束，其优点是可以承受较大电流密度的电流冲击，响应速度纳秒级，可以实现通断时间与过电压或者雷电冲击时间同步，这一显著优势奠定了氧化锌电阻片在高低压输电线路、电站、及其它电气设备最为经济实用的保护地位，这个理论目前仍在不断研究中。

压敏电阻的物质成分表因产品种类和生产工艺的不同而有所差异。

一般来说，压敏电阻主要由电子级粉体材料组成，包括氧化锌（ZnO）、氧化铋（Bi2O3）、氧化锑（Sb2O3）、氧化钴（CoO）、氧化锰（MnO2）、氧化镍（NiO）、氧化铬（Cr2O3）等多种氧化物。

其中，氧化锌是压敏电阻的主要成分，含量最高，约占90%，作为主基料。

此外，压敏电阻中还可能添加一些其他成分，如铝（Al）、铁（Fe）等金属元素或半导体材料，以改善其电学、热学和物理性质。

请注意，具体的物质成分表可能因产品制造商和型号的不同而有所差异。

如需获取更详细的信息，建议查阅相关产品说明书或咨询相关制造商。

【集成电路(IC)】氧化锌压敏电阻器的原理简介与使用【集成电路氧化锌压敏电阻器的原理简介与使用性能参数】“压敏电阻是中国大陆的名词，意思是"在一定电流电压范围内电阻值随电压而变"，或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。

相应的英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。

压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。

现在大量使用的"氧化锌"（ZnO）压敏电阻器，它的主体材料有二价元素（Zn）和六价元素氧（O）所构成。

所以从材料的角度来看，氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。

在中国台湾，压敏电阻器是按其用途来命名的，称为"突波吸收器"。

压敏电阻器按其用途有时也称为“电冲击（浪涌）抑制器（吸收器）”。

一、氧化锌压敏电阻器微观结构及特性氧化锌压敏电阻器是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物、经典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元件。

它的微观结构如图1所示。

氧化锌陶瓷是由氧化锌晶粒及晶界物质组成的，其中氧化锌晶粒中掺有施主杂质而呈N型半导体，晶界物质中含有大量金属氧化物形成大量界面态，这样每一微观单元是一个背靠背肖特基势垒，整个陶瓷就是由许多背靠背肖特基垫垒串并联的组合体。

图2是压敏电阻器的等效电路。

氧化锌压敏电阻器的典型V-I特性曲线如图3所示：预击穿区：在此区域内，施加于压敏电阻器两端的电压小于其压敏电压，其导电属于热激发电子电导机理。

因此，压敏电阻器相当于一个10MΩ以上的绝缘电阻(Rb远大于Rg)，这时通过压敏电阻器的阻性电流仅为微安级，可看作为开路。

该区域是电路正常运行时压敏电阻器所处的状态。

击穿区：压敏电阻器两端施加一大于压敏电压的过电压时，其导电属于隧道击穿电子电导机理(Rb与Rg相当)，其伏安特性呈优异的非线性电导特性，即：I=CVα其中I通过压敏电阻器的电流C与配方和工艺有关的常数V压敏电阻器两端的电压α为非线性系数，一般大于30由上式可见，在击穿区，压敏电阻器端电压的微小变化就可引起电流的急剧变化，压敏电阻器正是用这一特性来抑制过电压幅值和吸收或对地释放过电压引起的浪涌能量。

氧化锌压敏电阻的电性能参数及添加剂的作用压敏电阻是由在电子级ZnO 粉末基料中掺入少量的电子级Bi 2O 3、Co 2O 3、MnO 2、Sb 2O 3、TiO 2、Cr 2O 3、Ni 2O 3等多种添加剂，经混合、成型、烧结等工艺过程制成的精细电子陶瓷；它具有电阻值对外加电压敏感变化的特性，主要用于感知、限制电路中可能出现的各种瞬态过电压、吸收浪涌能量。

1 氧化锌压敏电阻电性能参数1.1 压敏电压U 1mA压敏电阻的电流为1mA 时所对应的电压作为I 随U 迅速上升的电压大小的标准，该电压用U 1mA 表示，称为压敏电压。

压敏电压是ZnO 压敏电阻器伏安曲线中预击穿区和击穿区转折点的一个参数，一般情况下是1mA （Φ5产品为0.1mA ）直流电流通过时，产品的两端的电压值，其偏差为±0.1%。

1.2 最大连续工作电压MCOV最大连续工作电压MCOV 指的是压敏电阻在应用时能长期承受的最大直流电压U DC 或最大交流电压有效值 U RMS 。

最大直流电压的值为80%~92%U 1mA ，或产品在85℃下，正常工作1000h ，施加的最大直流电压；最大交流电压的值为60%~65% U 1mA ，或产品在85℃下，正常工作1000h ，施加的最大交流电压。

1.3 漏电流 I L漏电流(mA)也称等待电流，是指压敏电阻器在规定的温度和最大直流电压下，流过压敏电阻器电流。

IEC 对漏电流 I L 较为普遍的定义是：环境温度25℃时，在压敏电阻上施加其所属规格的最大连续直流工作电压 U DC 时，流过压敏电阻的直流电流。

一般而言，在材料配方和烧结工艺固定的情况下，漏电流适中的压敏电阻具有较好的安全性和较长的寿命。

1.4 非线性指数α非线性指数α指压敏电阻器在给定的外加电压作用下，其静态电阻值与动态电阻值之比。

它是一个元件的电阻值是否随电压或电流变化和变化是否敏感的标志。

ZnO 压敏电阻器是一种非线性导电电阻。

文章编号：1003-8337（2013）04-0078-07收稿日期：2013-03-15作者简介：徐乐（1988—），男，硕士，研究方向为雷电防护技术、电涌保护器研发与测试。

基金项目：国家自然科学基金项目（编号：41175003）和江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD ）。

不同脉冲电流作用下氧化锌压敏电阻伏安特性分析徐乐1，杨仲江1，柴建1，张枨1，赵军2（1.南京信息工程大学雷电科学与技术系，南京210044；2.北京雷电防护装置测试中心，北京100176）摘要：传统MOV （氧化锌压敏电阻）主要用于后级保护，不进行10/350μs 波形冲击测试。

随着MOV 通流量等性能的提升，已有部分MOV 产品应用于首级高暴露区线路，此时有必要开展MOV 在10/350μs 波形冲击下的性能研究。

根据双肖特基势垒模型，结合离子迁移理论，首次对MOV 在10/350μs 与8/20μs 冲击波形下的动态伏安特性曲线进行对比分析得出：在两种脉冲电流冲击下，动态伏安曲线都可以用一个峰值△U 来校准测量值；两者的动态伏安曲线中后期都有一个先上升后缓慢回环下降的趋势，前期10/350μs 的动态伏安曲线上升速度比8/20μs 快；大电流冲击下两者的峰值电压超前峰值电流的时间同冲击电流幅值成正比。

这为厂家生产用于一级低压配电侧的MOV 产品提供借鉴意义。

关键词：动态伏安曲线；氧化锌压敏电阻；8/20μs ；10/350μs ；导电机制中图分类号：TM862文献标识码：AAnalysis of Dynamic Volt-Ampere Characteristic Curve ofMOV under Different Pulse CurrentXU Le 1,YANG Zhong-jiang 1,CHAI Jian 1,ZHANG Cheng 1,ZHAO Jun 2（1.The Department of Lightning Science and Technology ，Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044,China;2.Beijing Testing Center for Surge Protective Devices.Beijing 100176,China ）Abstract :The traditional MOV （ZnO varistor ）was mainly used for the protection of after-class ,not the impact testing of 10/350μs waveform.With MOV through-flow uniform performance improvement,the part of MOV products had been applied to the head high-exposure area lines.So it was necessary to carry out the research of MOV performance under the 10/350μs waveform impact.We have compared the dynamic volt -ampere characteristic curve of wave -shape under the 10/350μs and 8/20μs waveform impact firstly based on the double schottky barrier model as well as the ion migration theory.Results are as follows:under the both waveform impact,dynamic volt-ampere curves can use a peak ΔU to calibrate measurements and have the same evolution trends,those are rise slowly loopback decline,in mid and late.The rise rate of dynamic volt-ampere curve under the 10/350μs waveform impact at early stage is bigger than that of 8/20μs.Under the impact of high current,the time of peak voltage ahead of peak current is proportional to the amplitude of inrush current.The study provides a new method to produce the pressure limiting MOV products for the manufacturers.Key words:dynamic Volt-ampere curve;ZnO varistor;8/20μs;10/350μs;conduction mechanisms2013年第4期（总第254期）2013年8月电瓷避雷器Insulators and Surge ArrestersNo4.2013(Ser.№.254)Aug.2013輫輶··2013年第4期（总第254期）0引言MOV压敏电阻是一种多晶氧化物非线性半导体器件，因其源自内部晶界势垒的优良U-I非线性特性和较好的大电流吸收能力而被广泛的应用于大型电气设备，电力系统，低压电源系统和信息系统的过电压保护中，其在大电流冲击下的动态伏安曲线是它的重要电气参数，用来表征它的抑制过电压能力。

氧化锌电阻片使用说明书乐清市天极高压电气有限公司的氧化锌电阻片（以下简称电阻片），用于220伏~500千伏电压等级氧化锌避雷器，采用先进的配方和工艺生产，正确使用可避免产生质量问题，使其优越性能得到充分发挥。

为此目的，并为了广大用户充分保证避雷器的装配质量，现就阀片使用中的要求与注意事项说明如下：1.电阻片在芯体装配前的干燥为了加强电阻片侧面绝缘强度，在电阻片侧面涂敷了具有高绝缘性能的有机涂料。

目前国内普遍使用的有机涂料都有一定吸潮性，加上还有吸附水和表面凝露现象（如：夏天的自来水管表面产生水珠的现象即明显的表面凝露现象），因此，避雷器芯体装配前必须对电阻片进行干燥处理。

注：避雷器是保护电器。

如避雷器内部有潮气，或者密封不良潮气侵入了内部，就不仅起不了保护作用，自身还会爆炸。

因此避雷器装配工艺中的一个带关键性的要点，就是装配中必须确保避雷器内部干燥，并采取严密的密封措施确保长期使用过程中潮气不能侵入。

避雷器芯体装配前对电阻片进行干燥处理，是确保避雷器内部干燥的重要措施。

对电阻片进行干燥处理应注意以下几点：⑴．电阻片干燥处理应使用有热风循环的烘箱进行，烘箱内温差不大于5℃。

没有热风循环的烘箱时必须用水银温度计测定确认烘箱内上下左右的温差，温差大于10℃的应慎重使用。

⑵．电阻片摆放烘箱内应分行、分层摆放，行间层间必须留有一定的通风空间，不可堆放成一大堆。

同时要注意电阻片必须远离加热器（如：电阻丝、加热管）放置，不堵塞通风孔（道），以避免局部温度过高使有机涂层老化。

⑶．电阻片干燥的温度以100℃±5℃，保温3~4小时为佳。

对升温速度无要求，但保温时间必须是温度到达100℃后再开始计时。

⑷．保温后电阻片必须随烘箱冷却到60℃以下方可开门取出使用。

需要加速冷却时可将烘箱门打开1~10cm，但当烘箱内温度降到60℃时必须将烘箱门关严。

取出使用必须随用随取，每次取出少量，不可一次大量取出放置，以免再次吸潮。

氧化锌的电阻率1. 引言氧化锌（Zinc Oxide，简称ZnO）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用领域。

在电子、光电子、光学和生物医学等领域中，氧化锌被广泛研究和应用。

其中，氧化锌的电阻率是一个关键性质，对于材料的电子传输和导电性能起着重要的影响。

本文将深入探讨氧化锌的电阻率及其影响因素，包括晶体结构、掺杂、温度等。

通过对氧化锌电阻率的研究，可以更好地理解和应用该材料在各个领域中的性能。

2. 氧化锌的晶体结构氧化锌具有多种晶体结构，包括六方、四方和立方等。

其中，六方氧化锌是最常见的一种晶体结构，也是最稳定的晶态形式。

六方氧化锌的晶格参数为a=b=0.3249 nm，c=0.5206 nm。

晶体结构对氧化锌的电阻率具有重要影响。

在六方氧化锌中，氧原子和锌原子呈紧密堆积，形成了类似于蜂窝状的结构。

这种结构导致了氧化锌具有较高的电阻率，因为电子在晶格中的传输受到晶格结构的限制。

3. 氧化锌的掺杂氧化锌可以通过掺杂来改变其电阻率和导电性能。

常见的掺杂元素包括铝、锰、铜等。

掺杂能够引入额外的电荷载体，从而改变氧化锌的导电性能。

例如，铝掺杂可以增加氧化锌的载流子浓度，从而降低电阻率。

而锰掺杂则可以引入额外的自旋极化，使得氧化锌具有磁性和磁导率。

掺杂的方法可以通过溶液法、气相沉积等多种途径实现。

通过合适的掺杂方式和掺杂浓度，可以调控氧化锌的电阻率和导电性能，满足不同应用领域的需求。

4. 温度对氧化锌电阻率的影响温度是影响氧化锌电阻率的重要因素之一。

一般来说，随着温度的升高，氧化锌的电阻率会减小。

这是因为随着温度的升高，晶格振动加剧，导致晶格畸变减小。

这种晶格畸变减小会导致电子在晶格中的传输过程变得更加容易，从而降低电阻率。

同时，温度升高也会增加杂质的活动性，促进载流子的迁移和电子的传输，进一步降低电阻率。

然而，当温度超过一定范围时，氧化锌的电阻率又会出现反常增加的现象。

这是因为在高温下，氧化锌晶格可能发生结构相变或氧空位的形成，导致电子传输受到限制，从而增加电阻率。

氧化锌的电阻率摘要：1.氧化锌的概述2.氧化锌的电阻率特性3.氧化锌电阻率的应用4.氧化锌电阻率的影响因素5.结论正文：一、氧化锌的概述氧化锌（ZnO）是一种广泛应用于电子领域的半导体材料，具有良好的导电性和较高的电阻率。

在众多半导体材料中，氧化锌因其独特的性能而受到关注。

本文将重点介绍氧化锌的电阻率及其相关特性。

二、氧化锌的电阻率特性氧化锌的电阻率特性主要表现在以下几个方面：1.室温下的电阻率：在室温下，氧化锌的电阻率较高，一般在10^4 Ω·cm 左右。

这使得氧化锌在很多应用中可以作为电阻元件使用。

2.温度对电阻率的影响：氧化锌的电阻率随温度的升高而降低。

在温度较高时，氧化锌的电阻率可以达到几百欧姆·cm。

这种现象主要是因为温度升高导致氧化锌晶格振动加剧，载流子浓度增加，从而导致电阻率降低。

3.电场对电阻率的影响：氧化锌的电阻率随电场的增大而增大。

在电场作用下，氧化锌的载流子浓度会发生改变，进而影响其电阻率。

三、氧化锌电阻率的应用由于氧化锌具有良好的电阻率特性，使其在众多领域得以应用，主要包括：1.压敏电阻：氧化锌可以制备成压敏电阻，其电阻率随压力的变化而变化。

这种特性使得氧化锌压敏电阻在传感器、测量仪器等领域具有广泛应用。

2.热敏电阻：氧化锌的热敏电阻特性使其可用于制作热敏电阻器。

这种电阻器在环境温度变化时可以实现电阻值的变化，从而实现对温度的检测和控制。

3.光敏电阻：氧化锌还可以制备成光敏电阻，其电阻率随光照强度的变化而变化。

这种特性使得氧化锌光敏电阻在光控开关、光传感器等领域具有广泛应用。

四、氧化锌电阻率的影响因素氧化锌的电阻率受多种因素影响，主要包括：1.晶体结构：氧化锌的晶体结构对其电阻率具有重要影响。

在氧化锌晶体中，晶格常数、晶面取向等因素都会影响其电阻率。

2.杂质掺杂：氧化锌中的杂质掺杂会影响其电阻率。

杂质掺杂可以改变氧化锌的电子浓度、能带结构等，从而改变其电阻率。

ZnO非线性电阻的特性及ZnO均能/均流技术的机理正广电隔直设备的核心技术——氧化锌阀片，有许多客户还不太了解，今天，小编就来给大家讲一讲，关于ZnO非线性电阻的特性及ZnO均能/均流技术的机理。

氧化锌阀片作为电力系统过电压过电流防治领域的常见元件，其具有良好的非线性伏安特性。

目前市面上有高压片和高能片之分。

高压片主要应用于过电压保护器、避雷器等过电压治理的产品中，高能片一般采用均能技术可以应用于灭磁柜、隔直等过电流治理产品中。

下面小编将为大家系统介绍氧化锌材料特性和均能/均流技术的机理：1、 ZnO非线性电阻的特性通过对三种电阻的伏安特性曲线分析（见图1），可见电阻具有优良的的伏安特性：即在低电压时,泄漏电流极小(μA级)。

当电压升高到其“导通点”（即保护电压）以上时, ZnO非线性立即导通,此时随着通过电流在不断增大其电压反被“钳制”住不上升，伏安特性十分平坦。

ZnO这种优良的非线性伏安特性给过电压保护带来一系列优点.图1、三种电阻的曲线1.线性电阻2.SiC电阻3.ZnO电阻l) 吸能元件可以直接跨接在被保护设备两端, 其泄漏电流很小（微安级）不产生很大功耗；对被保护设备无影响。

2) 消耗（短路、灭磁等）能量速度最快（微秒级）；3) 过压保护装置可以自动复位（电压一旦下降到保护定值以下，ZnO立刻恢复高阻状态）,而不需要任何附加措施( 如熔丝,逆变甚至停机)；ZnO非线性电阻优良的伏安特性在国内得到广泛的应用。

但是目前用于过电压保护的单片ZnO压敏电阻片( 阀片),其单片“标称”吸能容量为15~30 kJ,而过系统电压保护所需要吸能元件的能容量一般均为几百kJ到几个MJ,因此必须多个阀片串并联组合才能达到消耗能量的目的。

图2、两个ZnO电阻阀片并联时电流分配由上述可见，ZnO非线性电阻的伏安特性虽然呈现出一系列优点, 但它却给组合时的均能(特别是均流)配片带来极大困难。

由于其导通区的伏安特性过于“平坦”,极小的电压差距就会带来极大的电流差距。

氧化锌电阻片泊松比
氧化锌电阻片泊松比是指氧化锌电阻片的松弛比，即电路中应用氧化锌电阻片时，该片在一定程度上能够吸收外部交流电压，其特性表现为：当外部交流电压的周期变化（即电流变化）在一定程度以内时，氧化锌电阻片的电阻值以及阻抗值也伴随相应的变化，但是幅度要比电压变化小得多。

这就是所谓的“泊松比”，也可以简单地理解为：电阻片的电阻变化比其外部电压变化小的程度。

氧化锌电阻片的泊松比是多少呢？一般来说，氧化锌电阻片的泊松比大约在0.2～0.3之间，具体数值则可以根据电阻片的实际情况来确定，如电阻片的厚度，温度，工作电压等因素而有所不同。

氧化锌电阻片的泊松比是一个重要的性能参数，它能有效地帮助电路设计者缓解电路所面临的高低频噪声问题，并且有助于减少外部高低频噪声对电路性能的影响，使用氧化锌电阻片能够在一定程度上抑制外部电压变化所带来的干扰或噪声，从而提高整个电路的性能。

氧化锌薄膜的特性、制备及应用1 氧化锌薄膜的特性氧化锌（ZnO）是一种宽禁带半导体材料，其具有优异的光电、压电、介电及晶格特性，而且原料价格低廉，外延生长成本低廉，易于实现掺杂，广泛的应用于诸多领域。

氧化锌晶体为六方纤锌矿结构，常温禁带宽度约为3.37eV。

氧化锌薄膜存在着锌间隙和氧空位，是n 型极性半导体。

氧化锌薄膜是一种可见光透射率高达90%的理想透明导电膜，其电阻率低至10-4Ω·cm。

氧化锌铝（AZO）薄膜具有更好的透明度和导电性，其透射率为91%，电阻率为10-5Ω·cm，因此AZO 薄膜已逐渐成为ITO（In2O3：Sn）薄膜的替代材料。

2 氧化锌薄膜的制备不同的应用对氧化锌薄膜的结晶取向、薄膜厚度、表面平整度以及光电、压电等性质的要求各有区别。

这些差异是由不同的制备技术及工艺参数所决定的，各种制备工艺各有优缺点，从结晶情况来看主要在玻璃上用金属有机物化学气相沉积（MOCVD），PLD法制备的薄膜质量较好。

磁控溅射法是目前（尤其是国内）研究最多、最成熟的一种氧化锌薄膜制备方法。

溅射是利用荷能粒子轰击靶材，使靶材原子或分子被溅射出来并沉积到衬底表面的一种工艺。

根据靶材在沉积过程中是否发生化学变化，可分为普通溅射和反应溅射。

若靶材是Zn，沉积过程中Zn与环境气氛中的氧气发生反应生成氧化锌则是反应溅射；若靶材是氧化锌陶瓷，沉积过程中无化学变化则为普通溅射法。

PLD法是20世纪80年代后发展起来的一种真空物理沉积方法。

在超高真空（本底压强可达9×10-8Pa）系统中将KrF或ArF激光器发出的高能激光脉冲汇聚在靶表面，使靶材料瞬时熔融气化，并沉积到衬底上形成薄膜。

MBE（分子束外延法）是一种可达原子级控制的薄膜生长方法。

它用于生长高质量的氧化锌薄膜，可采用微波电子回旋共振分子束外延（ECR-MBE），也可采用激光分子束外延法（L-MBE）。

化学气相沉积是将反应物由气相引入到衬底表面发生反应，形成薄膜的一种工艺。

氧化锌电阻片泊松比
氧化锌电阻片泊松比是指在给定的测试参数下，电阻片的电阻值
随时间变化的快慢程度。

它在电路设计时很有用，因为它表明了电阻
器能抵抗外界环境对电阻值的影响，以及在不同参数下如何变动。

氧化锌电阻片泊松比由测试标准定义，以得到比较准确的测量结果：在25°C室温下，施加25V交流电压，10HZ频率，该电阻片最小
阻值的变化值 (R1-R2) 的比例值。

一般而言，氧化锌电阻片的泊松比会在500至600之间波动，当
电压过高或者频率过低时，变化程度会大大降低。

当然，电阻片的工
作条件也会影响氧化锌电阻片的泊松比。

如果电压太大，温度太高，
频率太低或者其他不正常的情况，该电阻片的泊松比会很低。

另外，由于氧化锌电阻片的结构特性，它们的泊松比虽然不如碳
质电阻片那么高，但却更稳定，不会受到使用环境的异常情况所影响。

因此，氧化锌电阻片比碳质电阻片更适合一些特殊的应用场景，比如
它们经常用于较低频率，较高电压的应用中。

总之，氧化锌电阻片泊松比是衡量电阻片在一定测试参数下电阻
值变化程度的重要指标。

一般而言，氧化锌电阻片的泊松比落在
500~600之间，但是这受电阻片工作条件和使用环境的影响很大，如果
不同指标不正常，则可能会降低泊松比。

此外，氧化锌电阻片比碳质
电阻片更稳定，在一些特殊环境中也更可靠。

改善ZnO压敏电阻通流能力提高ZnO压敏电阻通流能力的方法研究摘要：ZnO压敏电阻器由于具有优良的非线性特性、大的浪涌吸收能力以及较高的工作稳定性而在电子、电力领域得到了迅速发展和广泛应用。

对大通流容量和高性能的发展要求，是近期压敏电阻的研究热点和未来主要发展方向。

ZnO压敏电阻的通流能力主要取决于电阻片的微观均匀性和制备工艺。

在本文中我们将介绍几点改善ZnO压敏电阻的通流能力的方法。

关键词：ZnO压敏电阻、通流能力、颗粒度、微波烧结1ZnO压敏电阻氧化锌(ZnO)压敏电阻器是一种以氧化锌(ZnO)为主体材料，添加多种添加剂，用陶瓷工艺制成的多晶半导体器件。

ZnO压敏电阻器具有非常优秀的非线性U-I特性，最早在二十世纪六十年代由M.S.Kossman和E.G.Pettsold发现，松下公司于1968年首次成功研制出Zn O/Bi2O3五元系压敏电阻器的工业生产配方和工艺。

从此ZnO压敏电阻器开始工业化。

相比于传统的避雷器，ZnO压敏电阻器以非线性系数大、响应时间快、通流能力强等优异的电学性能迅速成为制造压敏电阻器的主导材料，广泛的应用于通信、电力、交通、工业控制、汽车电子、医用设备和家用电器中[1]。

1-ZnO晶粒2-晶界层3-尖晶石晶粒图1-1ZnO压敏电阻器的显微结构示意图ZnO压敏电阻器是由大量晶粒和晶界组成的多晶多相体，其化学成分有ZnO、Co3O4、MnO2、Cr2O3、Sb2O3、Bi2O3等，烧结后显微结构如图1-1。

晶相组成中主要由ZnO晶粒、富铋晶界相和尖晶石相(Zn7Sb2O12,SP相)三部分构成，其它物相包括焦绿石相(Zn2Bi3Sb3O14，PY相)、淀析杂质、气孔等构成完整压敏电阻器晶相。

ZnO晶粒是主晶相，占所有物相的90%以上，晶粒粒度在10-20μm,晶粒相同时固溶部分掺杂氧化物，其导电性能呈现低阻态。

晶界相是富氧化铋区，在导电性能中，当晶界电压没击穿时，晶界势垒作用下电阻率大，呈现为高阻绝缘；当晶界电压击穿后，电阻率大幅下降10-12个数量级，呈现低电阻特性，压敏电阻器正是利用晶界层的非线性导电特性。

衬底温度对反应溅射ZnO：Al透明导电薄膜性能的影响【摘要】衬底温度在反应溅射制备ZnO：Al薄膜过程中是一个重要的工艺参数，直接决定这薄膜的性能。

本文用中频脉冲磁控溅射方法，采用锌铝合金（Al 的含量为2%）靶，在衬底温度170℃，工作压力2.5mTorr，氧氩比3/18的条件下，制备了ZnO：Al薄膜，利用X射线衍射仪对薄膜的结构进行了分析，利用分光光度计和四探针法测量了薄膜的光学和电学性能，研究了制备薄膜时不同的衬底温度对薄膜的结构、电学、光学性能的影响，结果表明，随着衬底温度的升高，薄膜的电阻率先下降后上升，而可见光范围平均透过率在85%以上，当衬底温度为170℃，工作压力 2.5mTorr，氧氩比3/18时，薄膜电阻率最低为2.16×10-4Ω?cm，方块电阻30Ω时，在可见光光范围内平均透过率高于85%。

【关键词】磁控溅射；ZnO：Al薄膜；衬底温度；电阻率；透过率1.引言氧化锌时一种具有典型的纤锌矿结构的材料，禁带宽度约为3.3eV，属于宽带隙半导体。

氧化锌的本征材料电阻率高于106Ωcm，通过掺杂Ⅲ族元素（B，Al，Ga、In等）可以使其导电性大幅提高，最高可以达到10-4Ωcm量级[1、2]。

同时氧化锌透明导电薄膜还具备无毒、廉价的特点以及在等离子体中高稳定性等特点；这使它在光电器件特别是薄膜太阳能电池领域存在巨大的发展潜力[3、4]。

目前制备ZnO透明导电薄膜的的方法有很多种，其中包括热解喷涂[5]、磁控溅射[6、7]、MOCVD[8]等。

热解喷涂法工艺简单，但是存在原料利用率低、薄膜均匀性差等缺点；MOCVD法沉积速率较高，但是成膜在衬底上的附着力较差，同时原材料的价格也很昂贵；用磁控溅射法沉积掺Al的ZnO薄膜具备沉积速率高，成膜质量好，价格低廉等优势，因此国内外很多研究机构都采用这种工艺对ZAO薄膜的特性进行分析和研究。

本文利用磁控溅射工艺和Zn：Al合金靶在玻璃衬底上制备了ZnO：Al透明导电薄膜，研究了不同衬底温度对薄膜的电学、光学以及结构性能的影响。

高性能非线性氧化锌电阻片的生产工艺氧化锌非线性电阻片是以氧化锌为主要成分，添加微亮的三氧化二铋、三氧化二钴、二氧化锰、三氧化二锑等金属氧化物，经过成型、烧结、表面处理等工艺过程而制成。

由于氧化锌电阻片具有非常优异的非线性伏安特性，它在过电压下，电阻很小，残压很低；而在正常工作电压下，其电阻很高，相当于一个绝缘体，故可以取消火花间隙，实现避雷器无间隙、无续流(实际上续流很小，为微安级)，而且体积小，造价低，在越来越广的过电压防护中取代有间隙的碳化硅避雷器。

氧化锌元件的伏安特性可用右式表达为：a UCI =式中，非线性系数a 与电流密度有关，一般为0.01～0.04，在大的雷电流下（10千安），a也不大于0.1，它比金刚砂阀片的a值小的多，C为常数。

图3-3示出了氧化锌阀片与金刚砂阀片的伏安特性。

从两者对比可知，当410I=A下的残压两者相同。

而在系统相电压作用下金刚砂阀片流过幅值为200～400A的电流，氧化锌阀片流过的电流却是在10～50uA。

所以氧化锌避雷器可以不用串连火花间隙，直接并联在电网上，在冲击电压过后工频电压作用下无续流。

将碳化硅（SiC）电阻片加串联火花间隙组成的传统避雷器与新型的氧化锌避雷器比较，后者具有以下优点。

（1）不用串连火花间隙，可使结构简单，体积减小；也不存在因外磁套污秽，火花间隙放电电压不稳的问题，故抗污性强。

(2) 没有火花间隙放电时延问题，其陡波响应特性优与碳化硅避雷器，提高了对设备保护的可靠性。

(3) 在雷电过电压下动作后无续流（只有微安级电流），所以引入的能量大大减少，具有耐受多重雷击和重复操作冲击过电压的能力，工作寿命长，氧化锌非线性电阻在雷电或操作冲击作用下需吸收对绝缘有害的过电压能量，与碳化硅避雷器相比，无须吸收工频续流的能量，因而流过金属氧化物避雷器的电流小于同一过电压等级下流过碳化硅避雷器的电流;另一方面，在工作中，由于无间隙避雷器的氧化锌非线性电阻长期承受工作电压的作用，因此提出了研究氧化锌电阻片的小电流特性，特别是在长期工作电压下的稳定性能等重要课题。