氧化鋅變阻器（ZnO varistor）

幾乎每一條突波保護延長線裡都有一片小小的藍色或灰色陶瓷圓片，正常使用時它什麼都不做——然後，在雷擊尖峰到來的那一微秒，它突然導通、猛烈導電，把電壓箝制到一個安全的位準，在突波抵達你的電子產品之前就把它吞掉。那片圓片就是變阻器（varistor，即「可變電阻」之縮寫），而主力版本是氧化鋅（ZnO）變阻器。變阻器本質上是一個電壓觸發的閥：門檻電壓以下高電阻，以上則電阻驟降。

它是一種燒結的多晶陶瓷，由半導體化的 ZnO 晶粒、被富含鉍與其他氧化物的薄邊界層隔開所構成。每個晶界形成一個雙重、背對背的類蕭特基位能能障——實際上是一對相對的二極體——在跨越那單一邊界的電壓達到約三伏特之前擋住電流。門檻以下只流過極小的漏電流；門檻以上，能障崩潰（藉由穿隧與雪崩），電流便為了電壓再多升那麼一點點而攀升許多個數量級。這個關係極度非線性，以 I 正比於 V^alpha 描述，其中非線性指數 alpha 對一個好的 ZnO 變阻器約為 30 到 50——相對於普通歐姆電阻的 alpha = 1。每個晶界都是一個約三伏特的微觀變阻器，所以在陶瓷厚度方向串接許多晶粒，就設定了整體的箝位電壓：晶粒層越多，箝位越高。

這正是為什麼金屬氧化物變阻器是整個電力世界的標準突波保護元件——用在突波保護延長線裡、跨接在市電輸入端，以及作為守護電力線與變壓器免遭雷擊、高達一公尺的金屬氧化物突波避雷器。變阻器吸收突波能量、箝住電壓，然後靜靜回到它阻擋的狀態。一個誠實的提醒：它是一個晶界元件，所以它的額定值取決於顯微組織與電流路徑上的晶粒數目，而且它會耗損——每一次大突波都稍微劣化邊界，所以漏電流會在元件壽命中逐漸爬升，一個承受過太多次衝擊的變阻器可能失效，有時是熱失控，這正是為什麼優質的突波保護器會加上一個熱斷路器。