压敏电阻器的基本应用原理是什么？

压敏电阻阻值与两端施加的电压大小有关，当加到压敏电阻器上的电压在其标称值以内时，电阻器的阻值呈现无穷大状态，几乎无电流通过。

压敏电阻器的基本应用原理是利用其非线性电压-电流（V-I）特性来实现过电压保护。

以下是其工作原理的详细说明：

核心特性 - 非线性伏安特性：
- 压敏电阻在低于其特定阈值电压（称为“压敏电压”、“标称电压”或 “V1mA”) 时，表现出非常高的电阻值（接近开路状态）。此时，流过它的电流非常微小（通常是微安级，称为漏电流），不会影响被保护电路的正常工作。
- 当施加在压敏电阻两端的电压达到或超过其压敏电压（V1mA）时，其内部结构发生急剧变化，导致电阻值瞬间急剧下降（下降几个数量级）。此时，它变得像一个导通的阀门。
过电压保护机制 - “泄放和钳位”：
- 在电路应用时，压敏电阻通常并联在被保护电路或敏感器件的两端（例如，在电源线与地线之间，或在设备的输入端口处）。
- 正常工作（电压正常）： 由于工作电压低于压敏电压，压敏电阻处于高阻态，呈现很大的电阻。它对电路影响极小，如同不存在一样，允许正常工作电流流通。
- 出现过电压（电压过高）： 当出现瞬态过电压（如雷击感应、开关浪涌、静电放电ESD等）时，施加在压敏电阻两端的电压急剧升高。
- 激活导通（电阻骤降）： 一旦过电压达到或超过压敏电压（V1mA），压敏电阻瞬间动作，其电阻值急剧下降到很低的值。此时，它形成了一个相对低阻抗的电流通路。
- 泄放电流（吸收能量）： 这个低阻抗通道将浪涌（过电压）产生的大电流从被保护的敏感电路分流（旁路） ，并将其导向地线或电源返回路径。压敏电阻通过自身吸收或耗散掉这部分浪涌能量，将其转化为热。
- 钳位电压： 在泄放大电流的过程中，由于压敏电阻本身存在动态电阻（尽管很低），它两端的电压会被限制（钳位）在一个相对安全的值上（远低于不装保护时的峰值电压），这个电压称为“钳位电压”。这个钳位电压必须低于被保护器件所能承受的最高电压极限。
电压恢复（浪涌结束后）：
- 当过电压浪涌脉冲消失，其两端的电压恢复到正常的低压水平时，压敏电阻又会迅速恢复其高阻状态，电路恢复正常工作。

总结来说，压敏电阻就像一个电子“保险阀门”：

在正常电压下： “阀门” 关闭（高电阻），允许电流绕过它通过正常电路。
在危险过电压下： “阀门” 瞬间打开（低电阻），优先引导危险的大电流通过自身流向大地/安全路径，从而泄放掉破坏性能量并限制（钳位） 被保护点上的电压在安全范围内。

关键应用要点：

并联连接： 始终是并联接入被保护点。
选型关键参数： 压敏电压（必须高于正常工作电压峰值，但又不能太高导致保护不足）、钳位电压（必须低于器件最大耐受电压）、最大峰值脉冲电流/能量吸收能力（必须大于可能出现的最大浪涌）、响应时间（非常快，纳秒级）。
应用场合： 电源入口保护（交流、直流）、通信线路保护、继电器线圈等感性负载消弧、各种电子设备的过压保护（防止雷击、ESD、开关浪涌等）。
失效模式： 通常为短路（安全性考虑），有时也可能因严重过载而开路（较少见）。老化后压敏电压会降低。通常需要配合保险丝使用，当压敏电阻严重劣化短路后可熔断保险丝隔离故障。

简单理解：压敏电阻通过敏锐探测电压是否超标，自动切换其高低阻状态，以泄放浪涌电流并限制电压，从而保护后续电路元件免受瞬态过电压的损害。