Варистор ( от англ. vari(able) – переменный и (resi)stor — резистор), полупроводниковый резистор, в котором электрическое сопротивление изменяется с изменением приложенного напряжения. Варистор – это электротехническое изделие, которое изготовлено из многофазных полупроводниковых материалов.
Основным материалом для изготовления варисторов является полупроводниковый карбид кремния, или SiC. Кристаллы карбида кремния измельчают до фракции 40-300 мкм, а затем получившийся порошок применяют в качестве основы варистора.
Электропроводность порошка карбида кремния обладает нелинейным характером. Она нестабильна и зависит от крупности фракции, степени сжатия, изменяется при тряске. Именно из-за этого порошок карбида кремния скрепляется связующим составом.
Запрессованный в форму порошок карбида кремния со связующим веществом спекают. Если в качестве связующего вещества для карбидкремниевого порошка выступает глина, то получившийся материал называют «тирит». В состав тирита входит 74% карбида кремния мелкой фракции и глина. Полученную смесь прессуют и обжигают при температуре 1270°С.
Если в качестве связующего используется жидкое стекло, или силикатный клей, то получившийся материал носит название «вилит». Смесь порошкообразного карбида кремния и жидкого стекла прессуют и обжигают при температуре 380°С.
Лэтин получают при использовании в качестве связующего ультрафарфоровой связки. Кристаллический кремний с прессованным углеродом носит название «силит».
Поверхность прессованной заготовки металлизируют, а затем припаивают к ней выводы. Изменение электропроводности варистора при постепенном увеличении напряжения на его выводах обусловлено сложными явлениями на поверхности кристаллов или на контактах. К примеру, снижение сопротивления при росте напряжения в варисторе, который изготовлен из карбида кремния, объясняется падением сопротивления контактов между частицами карбида кремния. Это происходит из-за нелинейного роста тока через p-n- переходы, которые образовываются на этих контактах, в следствие автоэлектронной эмиссии на острых участках кристаллов.
Варисторы, изготовленные с применением карбида кремния, обладают низким коэффициентом нелинейности, которая колеблется в диапазоне 5-7. Из-за этого при изготовлении варистором применяют оксид цинка, добавляя висмут, кобальт, марганец, сурьму и хром. Однако процесс изготовления таких варисторов весьма сложен, так как имеется необходимость раздельного размола компонентов, смешивание со связующим веществом, прессования, спекания с выжиганием связки, размола, вторичного спекания, вжигания электродов.
В результате этих действий получают высококачественную керамику, обладающую высокой нелинейностью, колеблющейся в диапазоне 50-70.
Варисторы, или нелинейные резисторы, нашли широкое применение для производства вентильных разрядников, которые предназначены для защиты электрического оборудования от коммутационных и грозовых напряжений. Различают высоковольтные и низковольтные вентильные разрядники. Варисторы применяют также в модуляторах, умножителях частоты и устройствах поглощения напряжения.
