-W -20 0 2D W Б0 80 100 1,%

Рис. 5.8. Допускаемая электрическая нагрузка варисторов СН при различных температурах

Для приближенного определения коэффициента нелинейности можно использовать следующее соотнощение:

13 = (С/2- C/l)/(/2-/,).

где Ul, U2 - напряжение варистора при двух значениях тока /j.

Поскольку статическое и динамическое сопротивления варистора различны в разных точках вольт-амперной характеристики варистора, коэффициент нелинейности также меняет свое значение от точки к точке по вольт-амперной характеристике варистора. Постоянные А и а также меняют свои значения на различных участках вольт-амперной характеристики варистора. Для оценки влияния температуры на вольт-амперную характеристику варистора вводят параметр - температурный коэффициент тока

h - h

ТК/ = ---- 100%,

где /1 - ток при температуре 290 К; /2 - ток при температуре 370 К.

Промыщенные типы варисторов на основе карбида кремния обладают зависимостью сопротивления РЭ от температуры, с повышением температуры сопротивление РЭ уменьшается, т.е. для варисторов характерен отрицательный ТКр. Наиболее часто температурную зависимость свойств варистора характеризуют температурным коэффициентом тока ТК/. Для варисторов типа СН ТКр лежит в пределах 0,3-0,6%/К. Варисторы типа СН предназначены для работы в интервале температур от 230 до 270 К в цепях постоянного, переменного и импульсного токов. Кратковременно они могут работать при температуре 400 К, однако в случае их длительной эксплуатации при указанной температуре в РЭ начинают интенсивно протекать процессы старения в полупроводниковом материале и контактной системе - в результате может иметь место значительное изменение параметров варистора. Допустимая электрическая нагрузка варисторов типа СН при различных температура" окружающей среды приведена на рис. 5.8. 222

Рис. 5.9 Керамические варисторы НС-1 (а) и НС-2 (б)

Варисторы типа СН имеют номинальную мощность рассеяния 0,8 и 1 Вт. В импульсе мощность рассеяния может быть в несколько раз вьпле номинальной. При нормальных условиях эксплуатации полупроводниковые варисторы типа СН имеют высокую стабильность параметров, только у отдельных образцов в первые часы работы параметры могут изменяться в пределах 2-3 % [84].

Варисторы типа СН в обычном исполнении работоспособны в условиях с относительной влажностью до 95% (300 К), варисторы в тропическом исполнении - в условиях с относительной влажностью до 98% (при температуре 310 К). Полупроводниковые варисторы типа СН вьщерживают значительные механические нагрузки - вибрацию с ускорением до 25 м/с в диапазоне частот от 5 до 80 Гц, а также ударные нагрузки с ускорением до 120 м/с и линейные нагрузки с ускорением до 90 м/с.

Наряду с карбидом кремния для силовых варисторов щироко используются оксиды цинка с добавками окислов висмута, свинца, олова, такие варисторы имеют широкий диапазон рабочих напряжений: от нескольких десятков вольт до десятков киловольт и высокий коэффициент нелинейности (40-50). Так, варисторы типа НС-1 и НС-2 выполняются из керамического материала на основе оксида цинка, их поверхность обычно покрывается глазурью, торцевые поверхности металлизируются серебром. Конструкции варисторов типа НС приведены на рис. 5.9.

Варисторы типа НС предназначены для эксплуатации в диапазоне температур от 210 до 330 К и в условиях относительной влажности окружающего воздуха до 95 % (при 300 К).

Отечественной промышленностью выпускаются тевритовые варисторы типов ТШ-2, ТД-2, ТД-4. Варисторы типа ТШ-2 предназначены для стабилизации частоты вращения двигателей постоянного тока при изменении напряжения в сети питания. Варисторы типа ТД-2 применяются для разрядников, защищающих линии связи от перенапряжений, типа ТД-4 - в качестве регистраторов срабатывания вентильных разрядников. Варисторы типа TIIl-2 выполняются в виде шайбы, типа ТД-2 и ТД-4 в виде диска, габаритные размеры указанных варисторов приведены на рис. 5.10. Боковые поверхности тевритовых варисто-покрываются изолирующей обмазкой, торцевые поверхности ме-

Рис. 5.10. Тервитовые варисторы ТД-2 (а), ТД-4 (б), ТД-6 (в)

Таблица 5.3

Параметр

Остаточное напряжение при длине фронта волны 10 мкс, В, и импульсном токе. А:

3000

5000

Пропускная способность при длительности импульса тока 20-40 мкс с амплитудой, А:

3000

2500

2000

1500

ТД-2

Группа "а" Группа "б" Группа "в"

ТД-4

350-550 551-801 801-1000 2100 2500 3200

2000

таллизируются алюминием. Варисторы типа ТШ-2 устанавливаются обычно внутри помещений и нормально работают при температурах от 210 до 310 К и относительной влажности окружающего воздуха до 98%, Т-2 и ТД-4 предназначены для работы в интервале температур окружающей среды от 230 до 310 К. Основные параметры теври-товых варисторов типа ТД-2 и ТД-4 приведены в табл. 5.3.

Варисторы типа ТШ и комплекты варисторов на их основе допускают длительную нагрузку током 0,3 А при условии, что температура на поверхности щайб не превыщает 473 К, остаточное напряжение при номинальном токе 0,1 А для варисторов типа ТШ составляет 30-210 В.

Авторами совместно с В.П. Александровым разработана серия низковольтных полупроводниковых варисторов, рабочие структуры которых вьшолнены на основе кремния. Кремниевые р-п структуры с вольфрамовыми термокомпенсаторами укрепляются на основании