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本文通过对SnO2Co2O3Nb2O5系列压敏电阻作深入而系统的研究，来探索适用于SnO2压敏电阻的理论模型。
首先对纯SnO2、SnNb、SnCo和SnCoNb的压敏性质分别做了对比实验研究，分析了它们的微观结构、测定了它们的非线性电学性质和介电性质。通过借鉴前人的晶格缺陷理论，分析了该系列压敏材料内部的缺陷形成过程及分布情况，提出了更加合理的晶界缺陷势模型。在此基础上，用同样的方法研究了碱土金属Sr和碱金属K等大离子、稀土元素Er和Yb等的掺杂对该系列压敏电阻电学性质的影响，发现了一些新的规律并对此作了解释。
研究中发现，纯SnO2因其晶粒内部缺少载流子而不具有压敏性，通过施主掺杂Nb2O5后的材料开始显示压敏性，但由于其晶粒不能融合生长而致使密度极低(65.6％)，非线性系数也极低(α=2.7)。只掺杂Co2O3的材料致密度很高(98.6％)，与纯SnO2一样因缺少载流子而不具有压敏性。同时掺杂Nb2O5和Co2O3的材料具有很好的非线性(α=11.1)和很高的致密度(98.3％)。这些实验，首次揭示了施主掺杂是引起SnO2压敏性质的关键因素，受主掺杂Co2O3对压敏性质并无贡献，仅起到SnO2致密化的作用。
但只掺杂Nb2O5和Co2O3的SnO2材料压敏电压不足300V/mm。只需掺杂少量的SrCO3或K2CO3等大半径的金属离子，材料的压敏电压就急剧升高到1200V/mm以上，同时非线性也有很大提高(α＞19.0)。掺杂Er2O3或Yb2O3的材料同样具有很高的压敏电压(EB＞1000V/mm)和非线性系数(α＞17.0)。当把掺杂Er2O3的材料的烧结温度降至1250℃时，材料的压敏电压甚至达到了2270V/mm.同时分析了各材料的阻抗频谱，计算出了它们的晶粒和晶界的电阻。只掺杂Nb2O5和Co2O3的SnO2材料的晶界电阻和晶粒电阻分别为246kΩ·cm和57.5Ω·cm，当掺杂0.20mol％的Yb2O3时，材料的晶界电阻升至428kΩ·cm，晶粒电阻则降至11.2Ω·cm。晶界电阻的升高有助于提高材料的压敏电压，晶粒电阻的降低则有助于提高浪涌承受能力。所有上述掺杂物都能有效地提高SnO2Co2O3Nb2O5系列压敏电阻的压敏电压，且都具有一个临界掺杂浓度，只有当超过这一临界浓度时，压敏电压才会大幅度提升，这一临界点与掺杂物离子半径有关。