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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(jìn)行了大量研究工作，取得了大量的成果。晶體中雜質(zhì)的進(jìn)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(diǎn)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(hù)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(yùn)行過程中,由于經(jīng)受諸如電應(yīng)力、機(jī)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(hù)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(jī)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(jìn)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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