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ZnO壓敏電阻的缺陷除ZnO的本征缺陷外，雜質(zhì)元素的添加是影響其壓敏性能的極其重要的因素。國內(nèi)外研究人員進行了大量研究工作，取得了大量的成果。晶體中雜質(zhì)的進入或缺陷的存在，將破壞部分正常晶格的平移對稱性，產(chǎn)生以雜質(zhì)離子或缺陷為中心的局域振動模式，從而形成新的能級，這些新的能級一般位于禁帶之內(nèi)，具有積累非平衡載流子(電子或空穴)的作用，這就是所謂的陷阱效應(yīng)，一般把具有顯著陷阱效應(yīng)的雜質(zhì)或缺陷能級稱為陷阱，相應(yīng)的雜質(zhì)或缺陷成為陷阱中心。電子陷阱是指一類具有相變特征的受主粒子(Mn、Cu、Bi、Fe、Co等)對電子形成的一種束縛或禁錮狀態(tài)。從晶體能帶理論來解釋,它是指由于各種原因使得晶粒中的導(dǎo)帶彎曲或不連續(xù)，從而在導(dǎo)帶中形成的勢阱；從晶體結(jié)構(gòu)來看，電子陷阱是指某些晶格點或晶體具有結(jié)構(gòu)缺陷，這種缺陷通常帶

有一定量的正電荷，因而能夠束縛自由電子，正如一般電子為原子所束縛的情況，電子陷阱束縛的電子也具有確定的能級。

ZnO作為一種寬禁帶的半導(dǎo)體材料,具有本征電導(dǎo)特征。這一本征施主特性使得ZnO粉料能與多種具有相變特征的受主元素在微觀結(jié)構(gòu)中形成電子陷阱。被電子陷阱俘獲的電子在外界電、磁、光、熱等物理量作用下，可脫離陷阱束縛，產(chǎn)生各種豐富的物理效應(yīng)，在電場下的V-I非線性就是壓敏性能的表現(xiàn)。

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氧化鋅壓敏電阻因具有良好的非線性特性而成為低壓電源系統(tǒng)和信息系統(tǒng)中電涌防護的主要設(shè)施。其可靠性主要取決于壓敏電阻耐受電涌沖擊的能力。一個性能良好的氧化鋅壓敏電阻在經(jīng)受電涌沖擊以后,其電氣特性應(yīng)返回到初始狀態(tài)。然而在運行過程中,由于經(jīng)受諸如電應(yīng)力、機械應(yīng)力等各種應(yīng)力的作用,壓敏電阻會出現(xiàn)性能劣化和老化現(xiàn)象,這就降低了壓敏電阻電涌防護的能力。研究人員采用了多種測量及診斷裝置來研究壓敏電阻的老化機理及檢測金屬氧化物壓敏電阻內(nèi)部的狀態(tài)[1～2]。一般經(jīng)常采用的方法是測量直流1mA下壓敏電阻兩端的電壓或者測量壓敏電阻在一定幅值8/20電流沖擊下的殘壓來對壓敏電阻的電氣性能進行分析判斷。但是這些測試方法只能反映壓敏電阻的整體性能,不能反映壓敏電阻的老化及劣化的程度,所以無法為判斷壓敏電阻的性能狀態(tài)提供可靠的判據(jù)。

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