Strona4 (2)

4

l-2(fc. 2-n<?C,2-15(fC

Koncentracja ładunków w ziarnach ZnO oraz wysokość bariery potencjałów na styku ziaren są uznawane za najważniejsze parametry, mające wpływ na charakterystykę L=f(I) warystora. Koncentrację ładunków w ziarnach reguluje się dodając do spiekanej masy z ZnO domieszek donorowych lub akceptorowych. Rezystywność w zakresie przedprzebiciowym A charakterystyki, jak również w końcowym jej zakresie C zmniejsza się ze wzrostem domieszek donorowych (np. Al lub Ga) lub ze zmniejszaniem domieszek akceptorowych (np. Li).

Zakres przebiciowy B

Gdy podczas zwiększania napięcia doprowadzonego do warystora energia przypadająca na warstwę graniczną pojedynczego mikrowarystora przekroczy wartość 3,2 eV (szerokość strefy zabronionej dla ZnO), energia kinetyczna elektronów płynących przez warstwę graniczną przy bardzo dużym natężeniu pola elektrycznego w tej warstwie, staje się bardzo duża. Elektrony są wówczas zdolne do wybijania nowych elektronów z pasma walencyjnego drogą jonizacji zderzeniowej. Tworzą się pary ładunków zjonizowanych elektron-dziura. 1 właśnie dziury, jako ładunki mniejszościowe dodatnie, są odpowiedzialne za powstającą nieliniowość w części B charakterystyki U = f(I). Dziury podążają bowiem do naładowanej ujemnie warstwy powierzchniowej, neutralizując w znacznej części ładunek powierzchniowy i przyczyniając się do nagłego zmniejszenia wysokości bariery potencjału. Nagłe zmniejszenie się wysokości bariery potencjału powoduje gwałtowny wzrost prądu przepuszczanego przez warystor. Gęstości prądów płynących w zakresie przebiciowym wynoszą od 10"^s Acm‘²do 10¹ Acm'².

Zakres nasycenia C

Podczas przepływu w wary storach udarów prądowych o dużych wartościach maksymalnych mogą występować znacznie większe gęstości prądów niż w zakresie B. tzn. większe od 10 A/cm². Warystor przechodzi wówczas w tzw. stan nasycenią w którym charakterystyka U = f(I) staje się praktycznie liniowa.

W zakresie C charakterystyki U = 1(1), bariera potencjału na granicy ziaren zachowuje się tak samo jak w obszarze przebicia B.