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氧化鋅壓敏電阻在直流電壓作用下的老化：

在直流電壓的作用下，氧化鋅壓敏電阻的U-I曲線發(fā)生不對(duì)稱變化，即在施加電壓一段時(shí)間后，試驗(yàn)時(shí)施加的電壓梯度為95V/mm，溫度為70℃。加壓后在測(cè)量壓敏電阻的U-I特性表明，在同樣的電壓下，流過(guò)壓敏電阻的電流將增加。

不對(duì)稱變化表現(xiàn)在：和老化試驗(yàn)電壓極性相反的伏安特性的變化比極性一致的正方向特性右的變化要大。隨所施加電壓和加壓時(shí)間的增加，U-I 特性曲線的改變程度也加大。

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ZnO是六方晶系纖鋅礦結(jié)構(gòu)，其化學(xué)鍵處于離子鍵與共價(jià)鍵的中間鍵型狀態(tài)，氧離子以六方密堆，鋅離子占據(jù)一半的四面體空隙，鋅和氧都是四面體配位。ZnO是相對(duì)開(kāi)放的晶體結(jié)構(gòu)，開(kāi)放的結(jié)構(gòu)對(duì)缺陷的性質(zhì)及擴(kuò)散機(jī)制有影響，所有的八面體間隙和一半的四面體間隙是空的，正負(fù)離子的配位數(shù)均為4，所以容易引入外部雜質(zhì)，ZnO熔點(diǎn)為2248，密度為5.6g/cm3，純凈的ZnO晶體，其能帶由02-的滿的2p電子能級(jí)和Zn2+的空的4s能級(jí)組成，禁帶寬度為3.2～3.4eV，因此，室溫下，滿足化學(xué)計(jì)量比的純凈ZnO應(yīng)是絕緣體，而ZnO中常見(jiàn)的缺陷是金屬填隙原子，所以它是金屬過(guò)剩(Zn1+xO)非化學(xué)計(jì)量比n型半導(dǎo)體。

Eda等認(rèn)為，在本征缺陷中，填隙鋅原子擴(kuò)散快，對(duì)壓敏電阻穩(wěn)定性有很大影響。

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壓敏電壓U1mA

壓敏電阻的線性向非線性轉(zhuǎn)變的電壓轉(zhuǎn)變時(shí)，位于非線性的起點(diǎn)電壓正好在I-V曲線的的拐點(diǎn)上，該電壓確定為元件的啟動(dòng)電壓，也稱為壓敏電壓，是由阻性電流測(cè)試而得的。由于I-V曲線的轉(zhuǎn)變點(diǎn)清晰度不明顯，多數(shù)情況下是在通1mA電流時(shí)測(cè)量的，用U1mA來(lái)表示。對(duì)于一定尺寸規(guī)格的ZnO壓敏電阻片，可通過(guò)調(diào)節(jié)配方和元件的幾何尺寸來(lái)改變其壓敏電壓。亦有使用10mA電流測(cè)定的電壓作為壓敏電壓者，以及使用標(biāo)稱電流測(cè)試者，標(biāo)稱電壓定義為0.5mA/cm2，電流密度測(cè)定的電場(chǎng)強(qiáng)度E0.5表示，對(duì)于大多數(shù)壓敏電阻器而言，這個(gè)值更接近非線性的起始點(diǎn)。3. 漏電流IL壓敏電阻器進(jìn)入擊穿區(qū)之前在正常工作電壓下所流過(guò)的電流，稱為漏電流IL。漏電流主要由三部分貢獻(xiàn)：元件的容性電流，元件的表面態(tài)電流和元件晶界電流。一般對(duì)漏電流的測(cè)量是將0.83倍U1mA的電壓加于壓敏電阻器兩端，此時(shí)流過(guò)元件的電流即為漏電流。根據(jù)壓敏電阻器在預(yù)擊穿區(qū)的導(dǎo)電機(jī)理，漏電流的大小明顯地受到環(huán)境溫度的影響。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，漏電流較大；反之，漏電流較小。可以通過(guò)配方的調(diào)整及制造工藝的改善來(lái)減小壓敏電阻器的漏電流。研究低壓元件的漏電流來(lái)源是很重要的，為了促進(jìn)ZnO晶粒的長(zhǎng)大，低壓元件中通常會(huì)添加大量的TiO2，過(guò)量摻雜造成壓敏元件漏電流增大[6]～[9]，在元件性能測(cè)試時(shí)容易引入假象，例如壓敏電壓和啟動(dòng)電壓偏離較大。測(cè)試元件的非線性時(shí)，我們希望漏電流以通過(guò)晶界的電流為主。但低壓元件普遍存在吸潮現(xiàn)象，初燒成的低壓元件漏電流可以保持在4～20μA內(nèi)，放置8～24h后，元件的漏電流可以增大到200μA。這樣的元件的晶界非線性并沒(méi)有被破壞，但卻表現(xiàn)出非線性低，壓敏電壓也稍有降低的表象。

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