Varistors - ఆపరేషన్ సూత్రం, రకాలు మరియు అప్లికేషన్

వేరిస్టర్ అనేది సెమీకండక్టర్ భాగం, ఇది దానికి వర్తించే వోల్టేజ్ పరిమాణంపై ఆధారపడి దాని క్రియాశీల ప్రతిఘటనను సరళంగా మార్చగలదు. వాస్తవానికి, ఇది అటువంటి కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణం కలిగిన రెసిస్టర్, దీని యొక్క సరళ విభాగం ఇరుకైన పరిధికి పరిమితం చేయబడింది, దీనికి నిర్దిష్ట థ్రెషోల్డ్ పైన వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు వేరిస్టర్ యొక్క నిరోధకత వస్తుంది.

ఈ సమయంలో, మూలకం యొక్క ప్రతిఘటన మాగ్నిట్యూడ్ యొక్క అనేక ఆర్డర్‌ల ద్వారా తీవ్రంగా మారుతుంది - ఇది ప్రారంభ పదుల MΩ నుండి ఓం యూనిట్‌లకు తగ్గుతుంది. మరియు మరింత దరఖాస్తు వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది, varistor యొక్క చిన్న మరియు చిన్న నిరోధకత అవుతుంది. ఈ లక్షణం వేరిస్టర్‌ను ఆధునిక ఉప్పెన రక్షణ పరికరాలలో ప్రధానమైనదిగా చేస్తుంది.

రక్షిత లోడ్‌తో సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి, వేరిస్టర్ డిస్ట్రబెన్స్ కరెంట్‌ను గ్రహిస్తుంది మరియు దానిని వేడిగా వెదజల్లుతుంది. మరియు ఈ సంఘటన ముగింపులో, అనువర్తిత వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది మరియు థ్రెషోల్డ్ పైన తిరిగి వచ్చినప్పుడు, వేరిస్టర్ దాని ప్రారంభ ప్రతిఘటనను పునరుద్ధరిస్తుంది మరియు రక్షిత పనితీరును నిర్వహించడానికి మళ్లీ సిద్ధంగా ఉంటుంది.

వేరిస్టర్ అనేది గ్యాస్ స్పార్క్ గ్యాప్ యొక్క సెమీకండక్టర్ అనలాగ్ అని మేము చెప్పగలం, ఒక వేరిస్టర్‌లో మాత్రమే, గ్యాస్ స్పార్క్ వలె కాకుండా, ప్రారంభ అధిక నిరోధకత వేగంగా పునరుద్ధరించబడుతుంది, ఆచరణాత్మకంగా జడత్వం లేదు మరియు నామమాత్రపు వోల్టేజ్‌ల పరిధి 6 నుండి మొదలవుతుంది మరియు 1000 మరియు అంతకంటే ఎక్కువ వోల్ట్‌లకు చేరుకుంటుంది.

ఈ కారణంగా, రక్షిత సర్క్యూట్లలో వేరిస్టర్లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. సెమీకండక్టర్ స్విచ్లు, ఇండక్టివ్ ఎలిమెంట్స్ (స్పార్క్స్ ఆర్పివేయడం కోసం), అలాగే ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల ఇన్పుట్ సర్క్యూట్ల ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ రక్షణ యొక్క స్వతంత్ర అంశాలు ఉన్న సర్క్యూట్లలో.

వేరిస్టర్‌ను తయారు చేసే ప్రక్రియలో సుమారు 1700 ° C ఉష్ణోగ్రత వద్ద బైండర్‌తో పౌడర్‌తో కూడిన సెమీకండక్టర్‌ను సింటరింగ్ చేయడం జరుగుతుంది. జింక్ ఆక్సైడ్ లేదా సిలికాన్ కార్బైడ్ వంటి సెమీకండక్టర్‌లు ఇక్కడ ఉపయోగించబడతాయి. బైండర్ నీటి గాజు, మట్టి, వార్నిష్ లేదా రెసిన్ కావచ్చు. సింటరింగ్ ద్వారా పొందిన డిస్క్-ఆకారపు మూలకంపై, ఎలక్ట్రోడ్లు మెటలైజేషన్ ద్వారా వర్తించబడతాయి, వీటికి భాగం యొక్క అసెంబ్లీ వైర్లు కరిగించబడతాయి.

సాంప్రదాయ డిస్క్ రూపంతో పాటు, రాడ్లు, పూసలు మరియు చిత్రాల రూపంలో వేరిస్టర్లను కనుగొనవచ్చు. సర్దుబాటు వేరిస్టర్లు కదిలే పరిచయంతో రాడ్ల రూపంలో తయారు చేయబడతాయి. వివిధ బంధాలతో సిలికాన్ కార్బైడ్ ఆధారంగా వేరిస్టర్ల తయారీలో ఉపయోగించే సాంప్రదాయ సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు: థైరైట్, విలైట్, లెథిన్, సిలైట్.

వేరిస్టర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క అంతర్గత సూత్రం ఏమిటంటే, బంధన ద్రవ్యరాశి లోపల చిన్న సెమీకండక్టర్ స్ఫటికాల అంచులు ఒకదానికొకటి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, ఇవి వాహక సర్క్యూట్‌లను ఏర్పరుస్తాయి. ఒక నిర్దిష్ట పరిమాణం యొక్క ప్రస్తుత వాటి గుండా వెళుతున్నప్పుడు, స్ఫటికాల యొక్క స్థానిక వేడెక్కడం జరుగుతుంది మరియు సర్క్యూట్ల నిరోధకత తగ్గుతుంది. ఈ దృగ్విషయం వేరిస్టర్ యొక్క CVC నాన్ లీనియారిటీని వివరిస్తుంది.

rms ప్రతిస్పందన వోల్టేజ్‌తో పాటు వేరిస్టర్ యొక్క ప్రధాన పారామితులలో ఒకటి, నాన్ లీనియారిటీ కోఎఫీషియంట్, ఇది డైనమిక్ రెసిస్టెన్స్‌కు స్టాటిక్ రెసిస్టెన్స్ యొక్క నిష్పత్తిని సూచిస్తుంది. జింక్ ఆక్సైడ్ ఆధారంగా varistors కోసం, ఈ పరామితి 20 నుండి 100 వరకు మారుతుంది. varistor (TCR) యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం యొక్క ప్రతిఘటన కోసం, ఇది సాధారణంగా ప్రతికూలంగా ఉంటుంది.

వేరిస్టర్‌లు కాంపాక్ట్, నమ్మదగినవి మరియు విస్తృత శ్రేణి ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతలలో బాగా పని చేస్తాయి.ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్‌లు మరియు SPDలలో మీరు 5 నుండి 20 మిమీ వ్యాసం కలిగిన చిన్న డిస్క్ వేరిస్టర్‌లను కనుగొనవచ్చు. అధిక శక్తులను వెదజల్లడానికి, 50, 120 మరియు అంతకంటే ఎక్కువ మిల్లీమీటర్ల మొత్తం కొలతలు కలిగిన బ్లాక్ వేరిస్టర్‌లు ఉపయోగించబడతాయి, పల్స్‌లో కిలోజౌల్‌ల శక్తిని వెదజల్లగల సామర్థ్యం మరియు పదివేల ఆంపియర్‌ల ప్రవాహాలను వాటి గుండా పంపుతుంది, అయితే సామర్థ్యాన్ని కోల్పోదు.

ఏదైనా varistor యొక్క అతి ముఖ్యమైన పారామితులలో ఒకటి ప్రతిస్పందన సమయం. varistor యొక్క సాధారణ క్రియాశీలత సమయం 25 ns మించనప్పటికీ, మరియు కొన్ని సర్క్యూట్‌లలో ఇది సరిపోతుంది, అయితే కొన్ని ప్రదేశాలలో, ఉదాహరణకు, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్స్ నుండి రక్షణ కోసం, వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన అవసరం, 1 ns కంటే ఎక్కువ కాదు.

ఈ అవసరానికి సంబంధించి, వేరిస్టర్‌ల ప్రపంచంలోని ప్రముఖ తయారీదారులు తమ పనితీరును పెంచుకోవడానికి తమ ప్రయత్నాలను నిర్దేశిస్తారు. ఈ లక్ష్యాన్ని సాధించడానికి ఒక మార్గం బహుళస్థాయి భాగాల టెర్మినల్స్ యొక్క పొడవు (వరుసగా, ఇండక్టెన్స్) తగ్గించడం. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల స్టాటిక్ అవుట్‌పుట్‌కు వ్యతిరేకంగా రక్షణలో ఇటువంటి CN వేరిస్టర్‌లు ఇప్పటికే విలువైన స్థానాన్ని పొందాయి.

DC varistor రేటింగ్ వోల్టేజ్ (1mA) ఒక షరతులతో కూడిన పరామితి, ఈ వోల్టేజ్ వద్ద varistor ద్వారా కరెంట్ 1mA మించదు.రేటెడ్ వోల్టేజ్ వేరిస్టర్ యొక్క మార్కింగ్‌పై సూచించబడుతుంది.

ACrms అనేది వేరిస్టర్ యొక్క rms ac వోల్టేజ్ ప్రతిస్పందన. DC — DC వోల్టేజ్ యాక్చుయేషన్.

అదనంగా, ఇచ్చిన కరెంట్ వద్ద గరిష్టంగా అనుమతించదగిన వోల్టేజ్ ప్రమాణీకరించబడింది, ఉదాహరణకు V @ 10A. W అనేది కాంపోనెంట్ యొక్క రేటెడ్ పవర్ డిస్సిపేషన్. J అనేది ఒకే శోషించబడిన పల్స్ యొక్క గరిష్ట శక్తి, ఇది వేరిస్టర్ మంచి స్థితిలో ఉన్నప్పుడు రేట్ చేయబడిన శక్తిని వెదజల్లగల సమయాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. Ipp - వేరిస్టోర్ యొక్క పీక్ కరెంట్, పెరుగుదల సమయం మరియు శోషించబడిన పల్స్ యొక్క వ్యవధి ద్వారా సాధారణీకరించబడుతుంది, ఎక్కువ పల్స్, తక్కువ అనుమతించదగిన పీక్ కరెంట్ (కిలోయాంపియర్‌లలో కొలుస్తారు).

ఎక్కువ శక్తి వెదజల్లడానికి, వేరిస్టర్‌ల సమాంతర మరియు శ్రేణి కనెక్షన్ అనుమతించబడుతుంది. సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, పారామితులకు వీలైనంత దగ్గరగా వేరిస్టర్లను ఎంచుకోవడం చాలా ముఖ్యం.