Oxid-Keramik - Keramik: Wie ein alter Werkstoff hochmodern wird - page 121

5.6.3 Varistoren

Sie besitzen einen spannungsabhängigen spezifischen elektrischen Wi-
derstand. Auch dieser Zusammenhang ist nicht linear. Bei niedrigen
Stromstärken sind die Bauelemente hochohmig. Bei einer definierten
Spannung, der sogenannten Durchbruchspannung, fällt der Widerstand
extrem ab; die halbleitende Varistor-Keramik leitet in diesem Zustand
den Strom hervorragend. Den Zusammenhang zeigt Abb. 5.19 .
Dem Varistorverhalten liegt ein komplizierter Mechanismus zugrun-
de. Hier sei nur gesagt, dass für das Verhalten einerseits elektronenab-
gebende Dotierungen in den Kristallen und andererseits elektrisch iso-
lierende Sperrschichten auf den Korngrenzen verantwortlich sind. Die
einzelnen Kristalle selbst sind halbleitend. Die Sperrschichten lassen erst
bei Spannungen über der Durchbruchspannung die Elektronen hindurch,
so dass der starke Abfall des spezifischen elektrischen Widerstands auf-
tritt. Varistor-Keramik wird auf der Basis von ZnO, das mit Bi 2 O 3 dotiert
ist, produziert. Die Anwendung erfolgt als Überspannungsschutz in na-
hezu allen technisch wichtigen Bereichen.

Abb. 5.19 Strom-Spannungs-Kennlinie eines ZnO-Varistors [ 5 , Bild 503]