Опис установки та теорія методу дослідження залежності електропровідності варисторів від напруженості електричного поля при різних температурах.

Область застосування варистора визначається його властивостями і параметрами: вольт-амперною і температурною характеристиками, коефіцієнтом нелінійності , температурним коефіцієнтом зміни струму , температурним коефіцієнтом опору .

Для зняття вольт-амперної характеристики варистора на постійному струмі (рис.5.3) при різних температурах варистор вміщують в термостат Т і знімають залежність

Рис.5.3. Принципова схема для зняття статичних вольт-амперних характеристик варистора.

струму від прикладеної напруги при різних температурах. Потім будують графік залежності і розраховують:

статичний опір - опір варистора при постійному струмі

(5.17)

динамічний опір – опір варистора змінні струмі

(5.18)

Коефіцієнт нелінійності варистора – величина, що показує в скільки разів статичний опір в одній і тій же робочій точці більша динамічного опору:

. (5.19)

Якщо в деякому інтервалі прикладених напруг, то для вольт-амперної характеристики варистора можна написати рівняння, що справджується для вузького діапазону струмів і напруг

, (5.20),

де - постійна величина.

В цьому випадку коефіцієнт нелінійності

β = ln(I₂/I₁)/ln(U₂/U₁) (5.21)

Величина робочої напруги і струму варистора вибирається виходячи з допустимої потужності розсіяння і гранично допустимого значення амплітуди напруги.

Для оцінки впливу температури оточуючого середовища на характеристики варистора користуються температурним коефіцієнтом зміни струму δ:

δ = ΔI/(IΔT) (5.22)

Oтримання вольт-амперних характеристик варистора на екрані осцилографа здійснюють за допомогою установки, зображеної на рис. 5.4.

Рис.5.4. Принципова схема для зняття динамічних характеристик варистора.

Опір вибирають значно меншим опору варистора, тому на горизонтальні відхиляючі пластини осцилографа подають напругу U_x, приблизно рівну напрузі на варисторі U, а на вертикально відхиляючі пластини напругу U_y, пропорційну струмові. На екрані осцилографа отримують криву . В якості джерела змінної напруги використовують звуковий генератор з підвищувальним трансформатором.

Вимірювання на змінній напрузі частотою 50 Гц для варисторів дають симетричні вітки вольт-амперних характеристик. При підвищених частотах на вольт-амперній характеристиці варистора появляється гістерезисна петля, так як при підвищених частотах опір варистора перестає бути чисто активним і починає проявлятися реактивна (ємнісна) складова струму, що створює петлю вольт-амперної характеристики варистора.

Для знаходження залежності або за експериментальними даними, отриманими при дослідженні статичних вольт-амперних характеристик, розраховують електропровідність σ = Il/(US) при різних прикладених напругах до варистора.

Залежність опору і електропровідності напівпровідникового матеріалу варистора від температури виражається формулами:

, (5.23)

, (5.24)

де

(5.25)