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压敏电压U1mA

压敏电阻的线性向非线性转变的电压转变时，位于非线性的起点电压正好在I-V曲线的的拐点上，该电压确定为元件的启动电压，也称为压敏电压，是由阻性电流测试而得的。由于I-V曲线的转变点清晰度不明显，多数情况下是在通1mA电流时测量的，用U1mA来表示。对于一定尺寸规格的ZnO压敏电阻片，可通过调节配方和元件的几何尺寸来改变其压敏电压。亦有使用10mA电流测定的电压作为压敏电压者，以及使用标称电流测试者，标称电压定义为0.5mA/cm2，电流密度测定的电场强度E0.5表示，对于大多数压敏电阻器而言，这个值更接近非线性的起始点。3. 漏电流IL压敏电阻器进入击穿区之前在正常工作电压下所流过的电流，称为漏电流IL。漏电流主要由三部分贡献：元件的容性电流，元件的表面态电流和元件晶界电流。一般对漏电流的测量是将0.83倍U1mA的电压加于压敏电阻器两端，此时流过元件的电流即为漏电流。根据压敏电阻器在预击穿区的导电机理，漏电流的大小明显地受到环境温度的影响。当环境温度较高时，漏电流较大；反之，漏电流较小。可以通过配方的调整及制造工艺的改善来减小压敏电阻器的漏电流。研究低压元件的漏电流来源是很重要的，为了促进ZnO晶粒的长大，低压元件中通常会添加大量的TiO2，过量掺杂造成压敏元件漏电流增大[6]～[9]，在元件性能测试时容易引入假象，例如压敏电压和启动电压偏离较大。测试元件的非线性时，我们希望漏电流以通过晶界的电流为主。但低压元件普遍存在吸潮现象，初烧成的低压元件漏电流可以保持在4～20μA内，放置8～24h后，元件的漏电流可以增大到200μA。这样的元件的晶界非线性并没有被破坏，但却表现出非线性低，压敏电压也稍有降低的表象。

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低压ZnO压敏电阻的特性与晶界的结构状态有密切关系，关于压敏电阻的显微结构，人们也以Bi系ZnO压敏电阻为基础，建立了不同的模型进行研究，如微电阻模型，即将压敏电阻等效为包含在多晶材料中的分立的晶界，还有运用薄膜技术制造的单结等来模拟ZnO

压敏陶瓷的显微结构材料中主要的相是半导化的ZnO晶粒，许多ZnO晶粒直接接触，晶粒间没有其它相，形成了双ZnO-ZnO晶界(同质结)。由于Bi等大尺寸离子在晶界偏析，改变了晶界的结构，电流通过这些晶界，这些晶界称为电活性晶界，电活性晶界是决定压敏电阻性质的关键。在三个晶粒的交界处，有时在两个晶粒（可能有特殊取向）之间，存在粒间相，粒间相在导电过程中大多是电学非活性的。该相主要包括各种添加物形成的化合物。陶瓷材料中的所有成分都可以溶解在粒间相中，在烧结过程中，晶粒交界处可能形成尖晶石晶体，但是它们不参与导电过程。氧化物的改性添加可以改变晶粒电导或晶界的结构及化学状态，尤其是偏析于晶

界的杂质对晶界活性有很大的影响，因而适当的掺杂选择对形成和改善非线性起着很重要的作用，而且晶界势垒是ZnO压敏陶瓷烧结时在高温冷却过程中形成的，烧结工艺直接影响杂质缺陷在晶界中的分布，从而影响晶界化学结构。另外，低压ZnO压敏电阻的晶粒尺寸要足够大，单位厚度的晶界数少，因此低压压敏电阻对显微结构的波动尤其敏感，工艺对低压压敏电阻压敏特性的作用也不可忽视。

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