바리스터란? 사용방법

TVS diode에 이어 EOS 또는 ESD 로부터 전제제품을 보호하기위해 사용하는 소자로  바리스터에 알아보자.

 

바리스터란?

바리스터는  전압에 따라 저항이 비선형 관계로 변하는 장치이다.
 "바리스터"라는 용어는 Various resistor의 약자다. 
 정상적인 작동 조건에서 바리스터는 임피던스가 Open 회로로 작동한다. 
 높은 과도 전압이 인가되는 경우엔,  Varistor 양단 사이의 저항이 작아진다. 
바리스터는 과도 전압으로부터 민감한 회로 부품을 보호하는 기능적인 측면에서  TVS 다이오드와 동일하다.

 

바리스터의 구조

MOV의 결정 구조는 무작위로 배향 된 금속 산화물 입자로 구성되며, 저항성 입자 간 경계에 의해 분리 된 도체이다.
이러한 경계는 PN 접합 반도체 특성을 나타낸다.

정상적으로 작동하고 저전압이 발생하는 회로에서는 정션을 통한 역 누설로 인해 바리스터에 소량의 전류 만 흐른다.
바리스터의 항복 전압을 초과하는 높은 과도 전압이 적용되면 접점에서 애벌 런치 항복이 발생하고 바리스터는 도체가된다. 

 

바리스터 데이터시트 용어 정리

2. 용어의 정의

1) 동작 전압 [Working Voltage, VW]

   최대 연속적인 DC 전압을 의미하며, 바리스터의 파괴 없이 항상 사용이 가능한 전압이며, 정격 전압이라고도 함.
   소자 양단의 누설전류를 측정하는 기준 전압

2) 바리스터 전압 [Breakdown Voltage, VB)
    1mAdc를 인가할 때의 소자 양단에 걸리는 전압으로 정의
     외부 전압에 대해 소자가 절연체 → 도체로 작동하기 위한 시작점

3) 정전 용량 [Capacitance, Cp]
   주파수 1MHz 또는 1kHz, 0.5~1Vrms에서 측정되는 정전용량 
   Capacitor 규격을 인용하여 조건을 설정하였으나, 현재는 제조 업체마다 다름. cap을 측정한 조건이 사용조건인지 확     인 필요.
    고 주파수 동작을 하는 신호에 적용하면 bandwidth제약의 부작용이 생김
    (바리스터 주 조성인 “ZnO, 산화아연 - 유전체”에 기인되어 나타나는 현상)

4) 제한 전압 [Clamping Voltage, VC]
  특정 파형 [8μs/20μs ]의 전류를 인가하는 경우, 소자에 의해 제한되는 전압
  써지 전류에 대해 소자의 저항이 얼마나 빠르게 변화되어 전압이 낮아지는가를 의미
  회로의 내전압 보다 소자의 제한 전압은 낮아야 함
  제한 전압은 낮을 수록 좋으며, 이 때문에 항상 최대 값으로 사양이 표시됨

5) 최대 써지 전류 [Surge Peak Current, IP]
 특정 파형 [8μs/20μs]의 순간 과전류 또는 써지 전류에 대해 소자가 파괴되지 않고 정상적인 작동을 할 수 있을 정도의    허용 전류 값, 소자가 견딜 수 있는 최대 써지 전류를 의미
  소자는 규정된 최대 허용 써지 전류 값을 초과할 때 전기적으로 파괴되며 더 이상 보호 기능의 역할을 하지 못함

6) 최대 에너지 내량 [Transient Energy, ET]
   특정 파형 [10μs/1000μs]의 순간 과전류 또는 써지 전류에 대해 소자가 파괴되지않고, 정상적인 작동을 할 수 있을 정     도의 최대 허용 에너지 내량

  전류 파형의 면적에 해당하는 에너지를 의미하며, 이를 초과하는 값에 대해 바리스터는 전기적으로 파괴되어, 더 이상    보호 기능의 역할을 하지 못함

 

 

바리스터 IV 특성

일정 전압이상 인가되면 저항이 작아지면서 current가 흐른다.
I-V curve기울기가 바리스터의 On 저항이다.