Varistoarele

Varistoarele sunt rezistoare a căror rezistentă este determinată de tensiunea aplicată la bornele lor. Materialele cele mai utilizate pentru obţinerea varistoarelor sînt carbura de siliciu (SiC) şi oxidul de zinc (ZnO); caracteristica curent-tensiune pentru varistoare este ilustrată în fig. 1.31 c.

Fazele tehnologice ale fabricării varistoarelor sînt ilustrate în figura 1.35: materialul de bază (carbura de siliciu) sub formă de pulbere, amestecat cu un liant, este supus presării, sinterizării şi unui proces de îmbătrînire care constă în supunerea baghetei sau discurilor formate unui regim electric în impulsuri ce depăşeşte tensiunea nominală de lucru; acest proces este esenţial în formarea proprietăţilor conductoare specifice varistoarelor.

Bagheta de carbură de siliciu astfel obţinută fig. 1.35 a, este metalizată la capete, fig. 1.35 b, αpentru a permite conectarea terminalelor şi tratată termic; urmează lipirea terminalelor, vopsirea şi marcarea varistorului (în clar), fig. 1.35 c.

Fig. 1.35. Fazele tehnologice de fabricare ale varistoarelor: a — baghetă de carbură de siliciu; b — baghetă metalizată la capele; c — produs finit.

Relaţia curent-tensiune a unui varistor este de forma:

unde K1 şi K2 sînt constante, n>1. Relaţia de mai sus se poate aproxima de relaţiile:

unde K este o constantă ce fixează tensiunea de lucru a varistorului şi depinde de forma, dimensiunile varistorului şi de tehnologia de fabricaţie; α şi β sînt coeficienţi de neliniaritate (α=5 pentru SiC; α≈25 pentru ZnO). Dacă tensiunii aplicate i se inversează polaritatea, curentul îşi schimbă sensul; se defineşte A — asimetria curenţilor — ca fiind mărimea ce caracterizează diferenţa dintre curenţii care străbat varistorul la schimbarea polarităţii tensiunii aplicate.

Varistoarele sînt utilizate pentru protecţia contactelor de rupere, împotriva supratensiunilor pentru protecţia diferitelor componente sau circuite electronice, sînt folosite pentru stabilizarea tensiunii şi curentului, în circuite analogice şi de impulsuri, în circuite care lucrează în modulaţie de amplitudine şi frecventă etc.

Utilizarea varistoarelor ca stabilizatoare de tensiune este ilustrată în fig. 1.36: cu cît neliniaritatea caracteristicii curent-tensiune a varistorului este mai pronunţată, cu atît variaţia tensiunii de ieşire ΔU2 este mai mică (stabilizare mai bună) atît la variaţiile tensiunii de alimentare ΔU1 (figura 1.36 a) cît şi la variaţiile sarcinii (fig. 1.36 b).

Fig. 1.36. Utilizarea varistoarelor ca stabilizatoare de tensiune: a ) stabilizare la variaţia tensiunii de alimentare; b) stabilizare la variaţia sarcinii.

Varistoarele fabricate la I.P.E.E. — Curtea de Argeş sînt:
– de joasă tensiune, de uz general, seria VG
— de joasă tensiune pentru protecţia contactelor, seria VP
— de înaltă tensiune, seria VT.

Caracteristicile principale ale acestor varistoare sînt date în tabelul 1.7.