与提供过电流保护的保险丝或断路器不同，压敏电阻通过电压钳位的方式提供过电压保护，其方式与齐纳二极管类似。
“压敏电阻”这个词是VARI- able resi- STOR一词的组合，用于描述其早期开发的操作模式，这有点误导，因为压敏电阻不能像电位计或变阻器那样手动改变.
压敏电阻
但与电阻值可以在其最小值和最大值之间手动变化的可变电阻器不同，压敏电阻随着其两端电压的变化自动改变其电阻值，使其成为电压相关的非线性电阻器或简称 VDR。
如今，压敏电阻的电阻体由半导体材料制成，使其成为一种具有非欧姆对称电压和电流特性的半导体电阻器，适用于交流和直流电压应用。
在许多方面，压敏电阻在尺寸和设计上看起来与电容器相似，并且经常被混淆为一个。但是，电容器不能像压敏电阻那样抑制电压浪涌。当高压浪涌施加到电路时，结果通常对电路是灾难性的，因此压敏电阻在保护精密电子电路免受开关尖峰和过压瞬变方面起着重要作用。
瞬态浪涌源自各种电路和电源，无论它们是使用交流电源还是直流电源工作，因为它们通常在电路本身内部产生或从外部电源传输到电路中。电路内的瞬变会迅速升高，将电压增加到几千伏，必须防止这些电压尖峰出现在精密的电子电路和组件上。
电压瞬变的最常见来源之一是由感应线圈和变压器磁化电流的切换、直流电机切换应用以及荧光照明电路的接通或其他电源浪涌引起的浪涌引起的L(di/dt)效应。
压敏电阻连接到主电源的电路中，无论是相-中性线，交流操作时的相间，或直流操作时的正-负，并且具有适合其应用的额定电压。压敏电阻也可用于直流电压稳定，特别是用于电子电路保护以防止过电压脉冲。
在正常操作下，压敏电阻具有非常高的电阻，因此其名称的一部分，以与齐纳二极管类似的方式运行，允许较低的阈值电压不受影响地通过。
然而，当压敏电阻两端的电压（任一极性）超过压敏电阻额定值时，其有效电阻会随着电压的增加而急剧下降，如图所示。
我们从欧姆定律知道，如果R保持恒定，固定电阻器的电流-电压 (IV) 特性是一条直线。然后电流与电阻两端的电位差成正比。
但是压敏电阻的IV曲线不是一条直线，因为电压的微小变化会引起电流的显着变化。下面给出了标准压敏电阻的典型归一化电压与电流特性曲线。
从上面我们可以看出，压敏电阻具有对称的双向特性，即压敏电阻在正弦波形的两个方向（象限Ⅰ和Ⅲ）上工作，其行为方式类似于两个背对背连接的齐纳二极管。不导通时，IV 曲线显示线性关系，因为流经压敏电阻的电流保持恒定且很低，只有几微安的“泄漏”电流。这是由于其高电阻充当开路并保持恒定，直到压敏电阻两端的电压（任一极性）达到特定的“额定电压”。
该额定电压或钳位电压是在指定的 1mA 直流电流下测得的压敏电阻两端的电压。也就是说，施加在其端子上的直流电压电平允许 1mA 的电流流过压敏电阻电阻体，该电阻体本身取决于其构造中使用的材料。在这个电压水平下，压敏电阻开始从绝缘状态转变为导电状态。
当压敏电阻两端的瞬态电压等于或大于额定值时，由于其半导体材料的雪崩效应，器件的电阻突然变得非常小，将压敏电阻变成导体。流经压敏电阻的小漏电流迅速上升，但其两端的电压被限制在刚好高于压敏电阻电压的水平。
换句话说，压敏电阻通过允许更多电流流过它来自我调节其上的瞬态电压，并且由于其陡峭的非线性 IV 曲线，它可以在狭窄的电压范围内通过广泛变化的电流，从而消除任何电压尖峰。
由于压敏电阻的两个端子之间的主要导电区域表现为电介质，因此在其钳位电压以下，压敏电阻的作用类似于电容器而不是电阻器。每个半导体压敏电阻的电容值直接取决于其面积并与其厚度成反比。
在直流电路中使用时，压敏电阻的电容或多或少保持恒定，前提是施加的电压不会增加到钳位电压水平以上，并在接近其最大额定连续直流电压时突然下降。
然而，在交流电路中，该电容会影响器件在其 IV 特性的非导电泄漏区域中的体电阻。由于它们通常与电气设备并联以防止过压，因此压敏电阻的漏电阻随着频率的增加而迅速下降。
这种关系与频率和由此产生的并联电阻近似线性，其交流电抗Xc可以使用通常的1/(2πƒC)计算，与普通电容器一样。然后随着频率的增加，它的漏电流也会增加。
但是，除了基于硅半导体的压敏电阻之外，还开发了金属氧化物压敏电阻以克服与其碳化硅同类产品相关的一些限制。
所述金属氧化物变阻器或MOV的简称，是一个电压相关电阻器，其中电阻材料是金属氧化物，主要按压氧化锌（ZnO）为陶瓷类材料。金属氧化物压敏电阻由大约 90% 的氧化锌作为陶瓷基材加上其他填充材料组成，用于在氧化锌颗粒之间形成连接。
金属氧化物压敏电阻现在是最常见的电压钳位器件类型，可用于各种电压和电流。在其结构中使用金属氧化物意味着 MOV 在吸收短期电压瞬变方面极为有效，并具有更高的能量处理能力。
与普通压敏电阻器一样，金属氧化物压敏电阻器在特定电压下开始导通，并在电压低于阈值电压时停止导通。标准碳化硅 (SiC) 压敏电阻器和 MOV 型压敏电阻器之间的主要区别在于，在正常工作条件下，通过 MOV 氧化锌材料的漏电流非常小，并且其在钳位瞬变中的运行速度要快得多。
MOV 通常具有径向引线和坚硬的外部蓝色或黑色环氧树脂涂层，其与圆盘陶瓷电容器非常相似，并且可以以类似的方式物理安装在电路板和 PCB 上。典型的金属氧化物压敏电阻的结构如下：
要为特定应用选择正确的 MOV，需要了解源阻抗和瞬变的可能脉冲功率。对于输入线路或相载瞬变，选择正确的 MOV 稍微困难一些，因为通常电源的特性是未知的。一般来说，用于电路电气保护免受电源瞬变和尖峰影响的 MOV 选择通常只是一种有根据的猜测。
但是，金属氧化物压敏电阻的压敏电压范围很广，从约 10 伏到超过 1,000 伏的交流或直流，因此了解电源电压有助于选择。例如，为此选择 MOV 或硅压敏电阻，对于电压，其最大连续均方根电压额定值应略高于最高预期电源电压，例如 120 伏电源为 130 伏均方根，230 伏电源为 260 伏均方根供应。
压敏电阻承受的最大浪涌电流值取决于瞬态脉冲宽度和脉冲重复次数。可以假设瞬态脉冲的宽度通常为 20 到 50 微秒 (μs) 长。如果峰值脉冲电流额定值不足，则压敏电阻可能会过热并损坏。因此，要使压敏电阻在没有任何故障或退化的情况下运行，它必须能够快速消散瞬态脉冲吸收的能量并安全地返回到其预脉冲状态。
压敏电阻具有许多优点，可用于多种不同类型的应用，用于抑制交流或直流电源线上从家用电器和照明到工业设备的电源瞬变。压敏电阻可以直接连接到电源和半导体开关之间，以保护晶体管、MOSFET 和晶闸管桥。
在本教程中，我们已经看到电压相关电阻器(VDR)的基本功能是保护电子设备和电路免受电压浪涌和尖峰的影响，例如电感开关瞬变产生的电压浪涌和尖峰。
由于这种压敏电阻用于敏感的电子电路，以确保如果电压突然超过预定值，压敏电阻将有效地短路以保护它分流的电路免受过电压的影响，因为它们能够承受数百个峰值电流安培。
压敏电阻是一种具有非线性、非欧姆电流电压特性的电阻器，是提供针对过电压瞬变和浪涌提供保护的可靠且经济的方法。
它们通过在较低电压下充当高电阻阻塞器件并在较高电压下充当良好的低电阻导电器件来实现这一点。压敏电阻在保护电气或电子电路方面的有效性取决于在电压、电流和能量耗散方面正确选择压敏电阻。
金属氧化物压敏电阻或 MOV 通常由小的盘状金属氧化锌材料制成。对于特定电压范围，它们有多种值可供选择。MOV 的额定电压，称为“压敏电阻电压”，是当 1mA 电流通过器件时压敏电阻两端的电压。当器件开始导通时，该压敏电阻电压电平实质上是 IV 特性曲线上的点。金属氧化物压敏电阻也可以串联以增加钳位电压额定值。
虽然金属氧化物压敏电阻广泛用于许多交流电力电子电路中以防止瞬态过电压，但还有其他类型的固态电压抑制器件，如二极管、齐纳二极管和抑制器，它们都可以用于某些交流或直流电压压敏电阻的抑制应用。
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