Varistoren
Varistoren - ook wel VDR's genoemd van Voltage Dependent Resistor - zijn weerstanden die kwa karakter vergelijkbaar zijn met zenerdioden. Er is echter een groot verschil; een zener begrenst positieve spanning op ca. 0,6 V, terwijl negatieve spanningen begrensd worden op de spanning waarvoor de zener gemaakt is. Door een VDR worden zowel positieve als negatieve spanning op dezelfde waarde begrensd, waardoor een VDR dus uitstekend te gebruiken is voor wisselspanning en een zenerdiode dus alleen voor gelijkspanningen. Dat dit zo is, kunt u zien aan de spanning/stroom-kurve die in figuur 1 getekend is.
Fig. 1.
Aangezien er tussen boven- en onderkant een groot aantal van dergelijke overgangen zijn, betekent dit dat er pas door het gehele pakket stroom kan gaan lopen wanneer de spanning erover n × 3,5 V is, waarbij n het aantal overgangen voorstelt. Dus door de dikte van de varistor te vergroten, zal de spanning stijgen waarbij er stroom door de VDR gaat lopen.
Uit het voorgaande zou u kunnen konkluderen dat over de gehele breedte van het pakket er tussen onder- en bovenkant een zelfde aantal overgangen is, maar dat is helaas niet het geval. Er zijn plekken waar slechts een gering aantal mikrovaristoren in serie staan en er zijn er ook waarbij dat aantal veel groter is. Deze eigenschap zorgt er voor dat er ook al bij lagere spanningen stroom door de VDR kan gaan lopen (zie figuur a). Door het fabrikageproces is echter het aantal plaatsen met een groot aantal overgangen in de meerderheid, hetgeen de knik in de grafiek verklaart.
Hoe een VDR in staat is om de spanning op een bepaalde waarde te begrenzen, is tot op de dag van vandaag nog niet precies bekend. Men vermoedt echter dat het effekt gelegen is in de overgang tussen kleine korrels metaaloxyde. Een VDR is namelijk gemaakt van kleine korrels zink- of tin-oxyde, die samen met een niet geleidende stof bij een hoge temperatuur en druk tegen elkaar "geplakt" (gesinterd) zijn (zie figuur 2). Door deze kombinatie van geleidende en niet geleidende stoffen, ontstaat een plakje waar stroom door kan lopen, alleen ondervindt deze telkens een overgang van het ene metaaloxyde-korreltje naar het andere. Deze overgangen kunnen alleen gepasseerd worden wanneer' er tussen de korrels een spanningsverschil van 3,5 V heerst. Een zo'n overgang noemt men daarom een mikrovaristor.
Fig. 2.
Figuur 3 toont een rijtje varistoren van het merk Siemens. Deze zijn allemaal van het S-type, waarbij de S aangeeft dat het om schijf-VDR's gaat. Het getal dat achter de S staat geeft aan hoe groot de doorsnede is en met de K bedoelt men dat de tolerantie 10 % is. Wat dat laatste betreft; er bestaan ook 5 % typen, die met een J aangeduid worden en voor toepassingen waar een nog kleinere tolerantie gewenst is, levert men ook nog de zogenaamde S-typen.
Fig. 3.
Achter de tolerantie-letter staat de bedrijfsspanning waarvoor de VDR gemaakt is. Let hierbij op, want men bedoelt de effektieve waarde van de wisselspanning en niet de topwaarde (deze is namelijk een faktor 1,41 groter). Het varistoreffekt (het snel dalen van de weerstand) treedt echter pas op bij een spanning die beduidend hoger is dan de topwaarde van de bedrijfsspanning.-Een varistor zoals die in dit netfilter (bedrijfsspanning 250 Veff - topwaarde 354 V) begint pas bij zo'n 500 V echt goed te geleiden.