氧化锌压敏电阻的老化机理教材
不同添加剂ZnO压敏电阻交流老化特性的开题报告
不同添加剂ZnO压敏电阻交流老化特性的开题报告
题目：不同添加剂ZnO压敏电阻交流老化特性
研究背景：
压敏电阻是一种广泛应用于电子电路保护和测量领域的传感器材料，具有很高的灵敏度和响应速度。
而ZnO是一种常用的压敏电阻材料，其
性能和稳定性与其制备工艺、添加剂等因素密切相关。
目前，研究中普
遍采用直流电压对ZnO压敏电阻进行老化实验，但在实际应用中，压敏
电阻大多数情况下工作在交流电压下。
因此，研究不同添加剂ZnO压敏
电阻在交流电压下的老化特性对其实际应用具有重要意义。
研究目的：
本研究旨在探究不同添加剂对ZnO压敏电阻在交流电压下的老化特
性的影响，为其在实际应用中的稳定性提供理论支持。
研究方法：
1. 合成不同添加剂的ZnO粉末：采用化学共沉淀法合成不同添加剂的ZnO粉末。
2. 制备压敏电阻样品：将合成的ZnO粉末与有机高分子材料混合，制备成压敏电阻样品。
3. 测量交流老化特性：将不同添加剂ZnO压敏电阻样品置于交流电压下进行老化实验，测量其电阻值的变化。
研究意义：
本研究将探究不同添加剂对ZnO压敏电阻在交流电压下的老化特性
的影响，为其在实际应用中的稳定性提供指导意义。
同时，本研究还有
助于深入了解压敏电阻的工作原理和材料特性，以及优化其制备工艺和
材料配方。
GGY GNY系列氧化锌压敏电阻保护器说明书(09版)
R 科聚G G Y、G N Y系列氧化锌压敏电阻保护器ZnO VOLT-SENSITIVE PROTECTORS安徽时代科聚电气有限公司ANHUI TIME KEJU Electric Co. Ltd.1.产品概述氧化锌压敏电阻器是一种具有优良限压特性（压敏特性）的非线性电阻器，被国内外广泛用作电气系统过电压抑制元件。
本公司（原中国科学院等离子体物理研究所电器设备厂）从20世纪70年代起从事压敏电阻材料、器件的研究及应用开发，是国际上首先将高能氧化锌压敏电阻用于大型发电机转子灭磁及过电压保护，并实现产品化的单位。
本公司已形成从电子系统到电力系统，从低压到高压全系列的防雷过电压保护产品，所开发的各类压敏电阻阀片均具有独立知识产权，产品曾多次获得国家及省、部级奖励。
根据过电压的特点和不同电器设备保护的需要，多年来我们对上千例各种过电压保护问题进行分析，采用最新的微粉压敏材料制成高能型和高压型氧化锌压敏电阻阀片，开发出GNY、GGY系列压敏电阻器。
该电阻器具有能量容量大、残压低、动作速度快、保护性能稳定、适用范围广、体积小、安装简单、无须维护等特点，是传统过电压保护器的和早期氧化锌压敏电阻器的更新换代产品。
1.1 GNY高能型压敏电阻器系列主要应用于同步电机或直流电机的励磁回路、各类大功率半导体变换装置如整流器、逆变器、变频器、开关电源、UPS等以及电力机车高压变压器、三相电力变压器低压侧、大电感负载换流回路等大能量、宽脉冲过电压保护。
1.2 GGY高压型压敏电阻器系列主要用于抑制电气系统的各类操作过电压、回路谐振过电压和雷电感应过电压，还可用于大电流开关、接触器等的灭弧。
产品品种齐全，型式多样，不仅广泛应用于上述强电系统，还普遍用作电子设备、仪器、家电等过电压保护元件，保护性能稳定可靠。
2. 使用要求使用环境：温度不超过-40°C～+45°C，相对湿度在+40°C时不超过95%；使用场所：户内使用，一般安装于电气柜内。
基于回复电压法的ZnO压敏电阻冲击老化诊断
基于回复电压法的ZnO压敏电阻冲击老化诊断徐乐;游志远;胡玉玲;张洁茹;柏杨【摘要】针对如何准确诊断ZnO压敏电阻老化的问题,提出了一种新的诊断方法——回复电压法,通过对ZnO压敏电阻试样进行不同程度的冲击老化试验,并采用多种诊断方法对试样在冲击前后的老化状态进行测量,发现回复电压法同传统的压敏电压以及放电残压变化率法所得的结论相吻合,且回复电压法的主要参数回复电压最大值以及中心时间常数在冲击后呈现下降趋势,这与SEM电镜扫描试验得出的压敏电阻晶粒平均尺寸下降,电导率上升的结论相一致,进一步证明了回复电压法诊断的及时有效性,这对提高ZnO压敏电阻的老化诊断准确度具有一定的参考价值.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2016(044)001【总页数】6页(P136-141)【关键词】氧化锌压敏电阻;回复电压法;回复电压最大值;中心时间常数【作者】徐乐;游志远;胡玉玲;张洁茹;柏杨【作者单位】江苏省扬州市气象局,扬州225009;江苏省扬州市气象局,扬州225009;江苏省扬州市气象局,扬州225009;江苏省扬州市气象局,扬州225009;江苏省扬州市气象局,扬州225009【正文语种】中文ZnO压敏电阻是电力系统中一种重要的过电压防护装置，对保护设备免遭雷击损坏起到重要的保护作用[1-3]。
由于长期承受系统过电压以及泄放大电流，器件本身不可避免地存在老化现象，容易导致自身短路故障，导致保护失效继而引发系统火灾等危险。
因此准确掌握ZnO压敏电阻的老化情况，避免因其出现故障而引起保护失效具有重要意义。
如今针对ZnO压敏电阻老化的诊断方法有很多，但都存在着一些不足之处。
如最为广泛采用的方法是通过测量ZnO压敏电阻的压敏电压U1mA和漏电流Ileak这两个参数在老化前后的变化率，观测变化率是否达到阈值来判断压敏电阻老化状态，然而根据相关研究[4-6]，上述两个参数在老化过程中存在跳变现象，尚不能全面评估压敏电阻的老化状态。
电子元器件失效机理
摘要：电子元器件被广泛的应用于人们的生产和生活的各种装置中，是社会进步发展必不可少，具有极为重要的作用。
然而各类电子元器件在使用过程中不可避免地会出现失效现象。
因此分析元器件失效原因和老化机理，并提出可行的老化方法就显得尤为重要。
关键字：老化机理，失效原因Abstract：Electronic components are widely used in people's production and life, is essential for social progress and development, an extremely important role. However, the use of various electronic components will inevitably occur during the failure phenomenon. Therefore, the aging analysis of the causes and mechanisms of component failure, and put forward feasible method of aging is particularly important.Keyword：Aging mechanisms，failure causes1引言电子元器件在各种电子产品中有广泛的应用。
电子产品都有一定的使用寿命，这与电子元器件的寿命密切相关。
电子元器件在使用的过程有可能出现故障，即失去了原有的功能，从而使电子产品失效。
电子产品的应用十分的广泛，是生产生活所不能缺少的重要部分。
因此研究电子元器件的失效原因和老化机理，并提出可行的老化方法就具有重要意义。
老化是一种方法，即给电子元器件施加环境应力试验。
若了解电子元器件的老化机理就能提出可靠的老化，就可以剔除产生出有缺陷将会早期失效的元器件，因而保证了出产产品的使用寿命。
氧化锌压敏电阻的原理
压敏电阻原理概述本文就氧化锌压敏电阻的原理、特性、正确选用等问题进行简介，并提供一些应用电路实例供各位参考。
ZnO压敏电阻实际上是一种伏安特性呈非线性的敏感元件，在正常电压条件下，这相当于一只小电容器，而当电路出现过电压时，它的内阻急剧下降并迅速导通，其工作电流增加几个数量级，从而有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏，它的伏安特性是对称的，如图(1)a 所示。
这种元件是利用陶瓷工艺制成的，它的内部微观结构如图(1)b 所示。
微观结构中包括氧化锌晶粒以及晶粒周围的晶界层。
氧化锌晶粒的电阻率很低，而晶界层的电阻率却很高，相接触的两个晶粒之间形成了一个相当于齐纳二极管的势垒，这就是一压敏电阻单元，每个单元击穿电压大约为 3.5V，如果将许多的这种单元加以串联和并联就构成了压敏电阻的基体。
串联的单元越多，其击穿电压就超高，基片的横截面积越大，其通流容量也越大。
压敏电阻在工作时，每个压敏电阻单元都在承受浪涌电能量，而不象齐纳二极管那样只是结区承受电功率，这就是压敏电阻为什么比齐纳二极管能承受大得多的电能量的原因。
压敏电阻在电路中通常并接在被保护电器的输入端，如图(2)所示压敏电阻的Zv与电路总阻抗（包括浪涌源阻抗Zs）构成分压器，因此压敏电阻的限制电压为V=VsZv/(Zs+Zv)。
Zv的阻值可以从正常时的兆欧级降到几欧，甚至小于1Ω。
由此可见Zv在瞬间流过很大的电流，过电压大部分降落在Zs上，而用电器的输入电压比较稳定，因而能起到的保护作用。
图(3)所示特性曲线可以说明其保护原理。
直线段是总阻抗Zs，曲线是压敏电阻的特性曲线，两者相交于点Q，即保护工作点，对应的限制电压为V，它是使用了压敏电阻后加在用电器上的工作电压。
Vs为浪涌电压，它已超过了用电器的耐压值VL，加上压敏电阻后，用电器的工作电压V小于耐压值VL，从而有效地保护了用电器。
不同的线路阻抗具有不同的保护特性，从保护效果来看，Zs越大，其保护效果就越好，若Zs=0，即电路阻抗为零，压敏电阻就不起保护作用了。
氧化锌非线性电阻老化剖析
氧化锌非线性电阻老化剖析张 敬 王桥智 孙晓波 马明叶（中国长江电力股份有限公司白鹤滩水力发电厂）摘 要：氧化锌非线性电阻在使用过程中会出现性能渐变老化甚至热崩溃的问题，本文分析了导致氧化锌非线性电阻老化的两种机理及相关因素，详细论述了老化造成的安全隐患，并推荐了老化检测方法。
关键词：氧化锌；热崩溃；直流老化；交流老化；老化检测方法0 引言避雷广泛使用的高场强的氧化锌非线性电阻，只需承受短时（8～20µs）过电压及大电流（5kA），只进行2ms方波能量测试，不能接受持续时间的能量冲击，也就不适合发电机励磁系统中的灭磁及过电压保护。
上世纪70年代，中科院等离子所开始研发低场强的高能氧化锌电阻用于船舶等军工行业。
当时受碳化硅灭磁电阻国产化的技术限制，利用高能氧化锌电阻具有能容大、残压比小、灭磁快等优点，遂将其应用于发电机励磁系统的灭磁和过电压保护，开始大范围应用于中小型水轮发电机组。
氧化锌灭磁电阻并联于发电机转子绕组两端，励磁系统正常运行时，转子绕组两端电压较低，通过氧化锌非线性电阻的漏电流小于100A，这样小的电流不会导致氧化锌非线性电阻损坏。
当事故灭磁时，灭磁开关拉弧建压，达到氧化锌非线性电阻动作阈值后，电压基本维持不变，随着电流增大电阻值逐渐减小，残压比U100A /U10mA小于1.4，转子电流快速转移到氧化锌非线性电阻中消耗，达到快速灭磁的目的。
国内中、小型水电站大多使用氧化锌非线性电阻作为发电机励磁灭磁电阻。
随着使用时间的增加，氧化锌非线性电阻性能会渐变老化，吸收能量的能力降低。
极端情况下，有的支路形成了热崩溃，甚至击穿烧毁。
目前常采用每个支路串联快速熔断器的措施来防止氧化锌非线性电阻击穿后造成回路短路，却又造成组件体积较大，使氧化锌的应用受到了限制。
为何氧化锌非线性电阻在使用过程中会出现这种现象呢？本文从氧化锌的机理来进行一些分析。
1 氧化锌非线性电阻的机理特性氧化锌非线性电阻是基于氧化锌材料为主，辅以氧化铜、氧化铋、氧化钴、氧化锰等少量其他金属氧化物添加剂，通过研磨、喷雾造粒、成形、烧结等工艺制作而成。
氧化锌压敏电阻老化过程中非线性系数变化的研究_杨仲江
第30卷第9期电子元件与材料V ol.30 No.9 2011年9月ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS Sep. 2011氧化锌压敏电阻老化过程中非线性系数变化的研究杨仲江1，张枨1，柴健1，李祥超1，汝洪博2（1. 南京信息工程大学 雷电科学与技术系，江苏 南京 210044；2. 湖州市防雷中心，江苏 湖州 313000）摘要: 根据氧化锌压敏电阻（MOV）的非线性特征，结合双肖特基（Schottky）势垒理论和氧化锌陶瓷在小电流区的导电机制，提出了氧化锌压敏电阻老化劣化过程中必然伴随着非线性系数α的变化的结论。
针对一种型号的MOV，通过大量实验数据分析得出：在不同老化劣化实验条件下，MOV的非线性系数α均随劣化程度的增加而呈下降趋势；在标称电流I n冲击下，α值随冲击次数近线性下降。
经实验论证，非线性系数α对评价MOV的老化劣化程度具有一定的参考价值。
关键词:氧化锌压敏电阻；非线性系数；老化劣化；肖特基势垒中图分类号: TM23 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2011）09-0027-04Research on the varying of nonlinear coefficient during thedegradation of ZnO varistorYANG Zhongjiang1, ZHANG Cheng1, CHAI Jian1, LI Xiangchao1, RU Hongbo2(1. The Department of Lightning Science and Technology, Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044, China; 2. Huzhou Lighting Protection Center, Huzhou 313000, Jiangsu Province, China)Abstract: The process of the degradation of ZnO varistor is necessarily accompanied with the varying of nonlinear coefficient α, which is based on the double Schottky barrier theory, the electrical conduction mechanism of the zinc oxide ceramic in the low current range and the nonlinear characteristics of ZnO varistor. By the experiments on the same type of MOV, the results indicate that the nonlinear coefficient α of MOV decreases with the increasing of degradation degree in different experimental conditions, and the αvalue decreases in line shape with the increasing of impact cycles by the experiment under the impact of the nominal current I n. The nonlinear coefficient α has a valuable reference for the estimation of the degradation degree of MOV.Key words: ZnO varistor; nonlinear coefficient; degradation; Schottky barrier氧化锌压敏电阻片因其良好的非线性特性和大电流吸收能力，现在已被广泛应用于大型电气设备、电力系统、低压电源系统和信息系统的电涌防护中，其性能的好坏直接影响着安全保护的效果[1-4]。
氧化锌压敏电阻劣化前后动态特性研究
氧化锌压敏电阻劣化前后动态特性研究摘要压敏电阻经过不同程度老化以及出现劣化现象后，自身防护能力便会降低，致使热破坏现象发生。
因而，本文主要围绕着氧化锌压敏电阻在劣化前后的动态特性开展深入的研究和探讨，仅供参考。
关键词压敏电阻；氧化锌；劣化；动态特性；前言由于压敏电阻经脉冲老化后，对其工作可靠性、稳定性均会产生影响，故综合分析氧化锌压敏电阻在劣化前后的动态特性，对今后更好地把握氧化锌压敏电阻经过劣化过后的状态以及特性，有着一定的现实意义和价值。
1.简述压敏电阻压敏电阻，即非线性的伏安特性一类电阻器件，电路承在受过压情况下电压钳位当中应用，便于多余电流吸收以及敏感器件保护[1]。
1.分析动态特性2.1实验方法以及过程处于同波形、冲击电流不同条件下，分别针对同厂家以及同型号C、E两片。
脉冲波形为8/20µs条件之下，依次施加5kA、实施测定，对比C、E两片Rd10kA、15kA，而后再施加10kA、20kA、30kA冲击，各组电流均实施3次冲击，每次均间隔约5min，冷却到室温过后，每次冲击获取相应残压图以及电流图，以此测算R，借助软件系统处理数据获取相对平滑散点图实施分析。
经分析可了解d均呈U形状态分布，不同电流冲到，C片处于脉冲波形8/20µs电流冲击之下，Rd击之下，动态电阻呈优良一致性，大体上无明显重叠，特别是20kA、30kA冲击条件下Rd 均无重合。
Rd电阻为一致恢复时间，约3*10-5s。
同等电流间隔冲击条件下，脉冲波形10/350µs条件之下动态电阻缓增过后骤然上升，呈递增分布状态。
E片经以上实验分析后所获取结果和C片呈一致性，由此表明同厂家以及同型号，却为不同片相互间处于同等条件之下，动态电阻呈较小波动，一致性优良。
压敏电阻处于标准脉冲电流冲击条件下，产生以上现象可借助离子迁移基础理论予以解释分析，在脉冲波形8/20µs电流冲击作用之下，电流对反向特基的势垒产生作用，故肖特基势垒内部离子迁移主要为反向肖特基势垒耗尽一层内部离子迁移。
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氧化锌压敏电阻的老化机理1前言从氧化锌压敏电组U-I特性、介电特性以及热激发电流仃SC),综述了压敏电阻宜流电压和交流电压作用引起的老化现象。
氧化锌压敏电阻的老化，归因于晶粒边界区耗尽层中填隙锌离子的扩散，由同时施加的电压和温度引起的。
当耗尽层中的填隙锌通过加热退火处理永久地扩展岀来，压敏电阻的稳左性得以改善。
2氧化锌压敏电阻的老化现象2.1伏安特性曲线的老化现象图1是对直径14mm,厚度1.8mm的氧化锌圧敏电阻的试验中得到的。
图中分别列出直流和交流电压作用下伏安特性的老化现象［1-6.8］。
2.1.1直流电压作用下的老化在直流电压的作用下，氧化锌压敏电阻的U-I曲线发生不对称变化，即在施加电压一段时间后，再测量压敏电阻的U-I特性时，其非线性特性曲线发生不对称的变化，如图1(a)所示。
试验时施加的电压梯度为95V/mm,温度为700加压后在测量压敏电阻的U-I特性表明，在同样的电压下，流过压敏电阻的电流将增加。
不对称变化表现在：和老化试验电压极性相反的伏安特性(图1(a)左下角)的变化比极性一致的正方向特性(图1(a)右上角)的变化要大。
随所施加电压和加压时间的增加，U-I 特性曲线的改变程度也加大。
2.1.2交流电压作用下的老化当施加交流电压一定时间后，氧化锌压敏电阻的U-I特性曲线发生对称变化，如图(l)b 所示。
除了特性曲线的变化是对称的特点外，改变的趋势与施加直流电压的趋势相近。
试验时所施加的交流电压梯度为65V/mm,温度为70°C。
试验还表明，不论是直流还是交流作用电压，老化试验后压敏电阻U-I特性在预击穿区(即低电场区域)的变化程度要比击穿区即(中电场区域)大得多。
2.2功率损耗和阻性电流的增加在直流电压作用下对氧化锌压敏电阻进行加速老化试验，试验结果表明，与交流电压作用下压敏电阻一样，氧化锌压敏电阻的功率损耗和阻性电流在老化试验过程中明显增加［1, 4, 5］。
2.2.1功率损耗增加对压敏电阻试品在加速老化后，在室温下测量英功率损耗与电压的关系曲线。
图2表示试品在老化试验前后测试的结果。
加速老化试验时的温度为135°C,施加直流的荷电率为0.85,试验时间为lOOh。
和老化试验前的功耗特性曲线相比，试验后的功耗有明显增加, 即试验后功率损耗与电压的关系曲线发生了向左的移动。
2.2.2阻性电流增加老化试验后阻性电流增加，以及压敏电阻整体电阻率逐渐下降。
QTSC=Kt n （1）式中：K 一常数；n 一指数，约为0.6。
从上式可知，QTSC随时间的变化是缓慢和连续的。
考虑到老化可以在长达几百小时内连续发生，要陷阱中的电子显岀长达几百小时的响应时间是不可能的，只有离子迁移可以说明上述现象，这里的离子迁移发生在耗尽层区和ZnO-ZnO晶粒之间的晶界层区。
在95V/mm、343K、lh偏压后测左了经800C热处理2h试验的热激发电流TSC。
图8实验结果用破折线表示。
热处理后试样的TSC约为未处理试样TSC的1/5。
说明热处理后的试样比未热处理的U-I曲线变化显著地小，表现出良好的耐受偏压稳泄性。
3.2离子扩散在氧化锌压敏电阻耗尽层中，可能迁移的离子有填隙锌离子（）、格点上的锌离子（）格点上的氧离子（）和其他在锌格点上的替位（外来）离子（如8）・・・、（：0・・和1^门・・等）。
Gupta 等通过对交流电压作用下填隙锌扩散过程的研究，提岀了填隙锌是占优势的迁移离子的证据[1, 2, 4].根据承受交流电压作用的压敏电阻，其电流衰减方程和反向偏压一边的耗尽层中占优势的离子，在电场作用下向晶界方向迁移的离子扩散方程，可以求出离子扩散系数（2）式中：D 一离子扩散系数；L 一耗尽层宽度；T -电流衰减时间常数。
从测得的电流衰减曲线，可以求出时间常数若耗尽层宽度L=100nm,温度在100*C〜17CTC范围内,则按式（2）计算的扩散系数D=10-12-10-13 （cm2/s）a 表1列出了文献报导的离子扩散系数。
从表中的数据可以看出，按式（2）计算的结果与文献中报导的填隙锌离子的扩散系数十分接近。
表1文献报导的离子扩散系数与用式（2）计算的离子扩散系数的比较扩散离子扩散系数（cm2/s）格点上的锌离子DZn（L）10-42格点上的氧离子Do（L）10-84填隙锌离子DZn（i） 10-10〜10-12按式（2）计算Di 10-12〜10-13因此，可以认为填隙锌是氧化锌压敏电阻老化过程中起决定性作用的迁移禽子。
3.3填隙锌离子的来源氧化锌的非化学计量特性，当加热时，特别是在氧气氛下，它可形成过剩的Zn施主，寄存在点阵的间隙位上，当冷却时在室温下''冻结”。
填隙锌离子从锌颗粒内逐渐迁移到其边界，在耗尽层中被捕获的冻结填隙离子对压敏电阻的稳泄性是有害的，会引起压敏电阻老化[2, 7]o基于这一概念，研究了压敏电阻的晶界缺陷模型(图10),与肖特基势垒能级模型相似。
压敏电阻的不稳泄性是由于电场促使填隙锌在耗尽层中的扩散，继而通过与晶粒边界缺陷产生化学反应的过程，结果导致随着时间延长势垒高度降低，泄漏电流增加。
由两种势垒成分构成一耗尽层：(1)空间固定的正电荷离子构成的稳定成分。
(2)由移动的正电荷的填隙锌离子构成的亚稳定成分。
热处理使填隙锌还原，提髙了稳定性。
当耗尽层中的填隙锌通过加热退火处理永久性地扩散出来，表明压敏电阻的稳立性得以改善。
3.4肖特基势垒的变化压敏电阻经直流负荷后U-I特性曲线的老化归因于肖特基势垒的变化。
老化主要发生在预击穿区，预击穿区的热激发方程(热发射电流)[2, 4]是(3)式中：J —热发射电流；e B —电子热激活能；E 一电场强度；B —常数：Jo —常数；K —波尔兹常数；T 一绝对温度。
U-I特性曲线老化后一左电压下的电流增大。
由上式可知，这种电流增大归因于＜1＞B的减小，所以上面所说肖特基势垒的变化就是指＜I)B的减小。
位于晶粒边界的肖特基势垒"B：(4)式中：e —电子电荷；Ns —表而态密度；£ 0 —真空介电常数；Nd — ZnO晶粒中的施主浓度。
由上式看岀，Ns的减小或Nd的增加都可使＜1＞B下降，即晶界层或晶粒边界中负电荷(Ns)的减少、或者是耗尽层中正电荷(Nd)的增加都会导致＜I)B的下降，使J相对地增大，从而造成U-I特性曲线的老化。
使Ns减少或使Nd增加的原因在于正、负离子在晶界层与晶粒的界面两侧的积累和离散。
由式(3)可知，泄漏电流是与势垒高度、外施电压及温度有关的。
当外施电压和温度一左时，泄漏电流增加意味着势垒髙度的降低。
图9所示根据老化前后，不同温度下的电压一电流特性求得的老化前后势垒高度随外施电压的变化。
从这些数拯可以看出，老化后势垒高度确实降低，并且势垒高度降低的程度随着外施电压的增加而增加。
因此，可以认为老化后，压敏电阻片泄漏电流的增加完全是由于肖特基础势垒高度降低造成的。
下面用图10具体地说明由离子迁移而引起起的这种离子的枳累和离散现象。
表2列出在直流负荷电压作用下，肖特基势垒的变化情况。
肖特基势垒髙度的减小是由于Ns的减小或在界面的负电荷引起：或者由于施主浓度的增加或者耗尽层中的正电荷Nd的增加而引起的。
3.5晶界缺陷模型氧化锌压敏电阻的晶界缺陷模型（图11） [1, 2, 6],由两种势垒成分构成一耗尽层：a.空间位置固怎的、正电荷藹子形成的稳泄成分。
这种离子是3价的巻换（外来）离子, 称为施主离子，（D是Bi、Sb等）和本征氧空位及。
b.可移动的、正电荷的Zn填隙离子组成的亚稳左成分。
这一种离子是单电荷和双电荷本征Zn填隙离子、。
这些正电荷施主从晶粒边界的两侧扩散到邻近晶粒，由晶粒边界处负电荷受主层来补偿，它们基本上是本征Zn空位和。
认为氧填隙和在ZnO中不是主要的缺陷类型。
（1）为了满足电中性，晶界上的负电荷（、）是由相邻晶粒的耗尽层中的正电荷在两边平衡的。
在耗尽层中电荷的重要特点是这些正离子的空间位置是不同的：宜换离子（）和空位（，）是位于点阵（子晶格）位置上，而Zn填隙离子（，）是位于ZnO （纤锌矿）结构的间隙位上。
英结果，Zn填隙离子（，）可以迅速地在结构中经由这种间隙位置上迁移，而基质点阵离子（，，）或其世换离子（）必须通过被热力学泄位的相邻空位来运动。
对所有的实际用途来说，通常压敏电阻的工作温度下这些离子在空间上是固宦的。
（2）这一模型的另一个特点是晶界表现岀它好像是一个被“畸变”的层。
这个畸变层有两个特点：a.提供了一个负离子（氧）的迅速扩散通道；b.起着中性空位Vx的无限的来源和吸收剂的作用。
这个模型表征地解释了压敏电阻负载情况下的不稳泄性。
3.6缺陷间的化学反应在压敏电阻老化缺陷型研究中，最重要的是解释离子迁移的驱动力[2]。
该模型以为在负荷期间压敏电阻是被"激发”了，它可提供带正电荷填隙离子向带负电荷晶界面迁移所必需的驱动力。
在交界面处，由于缺陷的化学反应：（5）式中：一带正电荷的填隙锌：一带负电荷的锌空位：一中性填隙锌；—中性锌空位。
这些带电缺陷被转换为中性缺陷。
有两种中性缺陷，在晶界吸收剂中消失（消失于“无序层陷阱”），留在晶界处。
压敏电阻随着电应力的持续，中性的持续聚集在界面。
如图12所示，由于从邻近储存的正和负的电荷继续消耗相反的电荷，这种电荷的损耗引起势垒电势和势垒高度降低，因此导致漏电流增大。
正如图12(b)所示，准确的对立物反应是发生在电场去除(压敏电阻去激励)和势垒电势与势垒髙度恢复时。
虽然扩散和化学反应都发生在压敏电阻的“激励”和“去激励”期间，但缓慢的扩散现象是一个速率控制台阶。
这样一来，图11中所描述的时间相关不稳立现象，就可以直接与填隙Zn藹子的扩散有关。
利用氧空位V0作为扩散空间难以说明加载引起的不稳左现象和特性的改变。
4氧化锌压敏电阻的老化机理4.1直流老化机理分析表明，老化是由于压敏电阻的肖特基势垒的畸变引起的，而肖特基势垒的畸变又是由晶界区域的离子迁移造成的，根据分析迁移离子主要是填隙锌离子［1, 4, 9］。
在直流电压长期作用下，压敏电阻的U-I特性曲线发生不对称的改变，原因是反向肖特基势垒高度比正向肖特基势垒髙度降低更多，即肖特基势垒出现了不对称的畸变(见图13)。
由于直流电压极性不变，离子一直在向晶界势垒单向迁移，导致反向偏压侧肖特基势垒不断降低。
图13(8)和(b)为直流电压作用前后ZnO晶粒边界区的能带图，表明正偏压侧的反向肖特基势垒逐渐下降，从而导致泄漏电流密度随时间的增加。
肖特基势垒的下降导致泄漏电流和功率损耗的增加；由于势垒的不对称变化，又导致U-I 特性曲线的不对称变化。
泄漏电流密度随时间增加可表示为：J=A exp(Bt n) (6)式中：A、B、n为常数。