本文介紹了瞬態(tài)抑制二極管（TVS）、玻璃放電管、 壓敏電阻、陶瓷氣體放電管、半導(dǎo)體放電管、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲等元器件的工作原理、參數(shù)及應(yīng)用。

瞬態(tài)抑制二極管（TVS）

玻璃放電管
工作原理
玻璃放電管由封裝在充滿惰性氣體的玻璃管中相隔一定距離的兩個(gè)電極組成。中間所充的氣體主要是氖或氬, 并保持一定壓力。當(dāng)其兩端電壓低于放電電壓時(shí)，氣體放電管是一個(gè)絕緣體(電阻Riso>100M？)。當(dāng)其兩端電壓升高到大于放電電壓時(shí)，產(chǎn)生弧光放電，氣體電離放電后由高阻抗轉(zhuǎn)為低阻抗, 使其兩端電壓迅速降低。玻璃放電管受到瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以10-9秒量級(jí)的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗ㄟ^高達(dá)千安量級(jí)的浪涌電流。
特性：
它有陶瓷氣體放電管和半導(dǎo)體過壓保護(hù)器的優(yōu)點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：絕緣電阻高（≥108Ω）,極間電容小（≤0.8pF）、放電電流較大（最大達(dá)3 kA）、雙向?qū)ΨQ性、反應(yīng)速度快,導(dǎo)通后電壓較低，此外還有直流擊穿電壓高（最高達(dá)5000V）、體積小、壽命長(zhǎng)。
缺點(diǎn)：是直流擊穿電壓分散性較大（±20%）。按它的8/20μs波脈沖放電電流IPP的大小分為YP、YS、YA三個(gè)系列。
使用方法：
①玻璃放電管既可以用作電源電路的保護(hù)，也可以用作信號(hào)電路的保護(hù)；既可以用作共模保護(hù)，也可以用作差模保護(hù)。但只能用在浪涌電流不大于3kA的地方。
②直流擊穿電壓VS的選擇：直流擊穿電壓VS的最小值應(yīng)大于可能出現(xiàn)的最高電源峰值電壓或最高信號(hào)電壓。
③在有可能出現(xiàn)續(xù)流的地方（如電源電路）使用時(shí)，必須串聯(lián)限流電阻或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，防止玻璃放電管擊穿后長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通而損壞。
分類：
按8/20μs波通流容量分為三個(gè)系列：
BK3/YP（0.5A）
BK2/YS （1KA）
BK1/YA （3KA）

國際通用的色環(huán)對(duì)照
0---黑色
1---棕色
2---紅色
3---橙色
4---黃色
5---綠色
6---藍(lán)色
7---紫色
8---灰色
9---白色
應(yīng)用：
BK微型放電管（Surge Absorber）是20世紀(jì)90年代末跨世紀(jì)的產(chǎn)品，該產(chǎn)品一經(jīng)問世，立即受到世界許多國家的矚目，它廣泛應(yīng)用于供電、數(shù)據(jù)、信息接收、醫(yī)療器械、通訊、消費(fèi)類產(chǎn)品，高頻電路、3G通訊產(chǎn)品、通訊基站設(shè)備及其他靜電通訊及家電等系列產(chǎn)品，并在許多國家取得專利。
a、用于供電（YA或YS系列）
b、用于數(shù)據(jù)傳遞裝置（YA或YS系列）
c、天線裝置或天線/信號(hào)電路包括可動(dòng)部件 （YS或YP系列）
d、抗靜電裝置（YS和YP系列）
e、多種醫(yī)療器械（YA、YS或YP系列）

壓敏電阻
構(gòu)造及物理特性：
壓敏電阻是一種用得最多的限壓器件。壓敏電阻有碳化硅壓敏電阻和氧化鋅壓敏電阻。常用的是氧化鋅（ZnO）壓敏電阻，它主要是以氧化鋅為原料，添加多種微量金屬氧化物，它的外面包封環(huán)氧樹脂(可添加顏料).
它相當(dāng)于一個(gè)可變電阻，并聯(lián)于電路中的。當(dāng)電路在正常使用時(shí)，壓敏電阻的阻抗很高，漏電流很小，可視為開路，對(duì)電路幾乎沒有影響。但當(dāng)一很高的突波電壓到來時(shí)，壓敏電阻的電阻值瞬間下降，使它可以流過很大的電流，同時(shí)將過電壓箝位在一定數(shù)值。由于壓敏電阻的突波承受能力取決于它的物理尺寸，因而有可能獲得不同的浪涌電流值.

優(yōu)點(diǎn)：通流量大，最大可達(dá)70KA。
響應(yīng)速度效快，對(duì)于急速的電涌響應(yīng)一般小于10ns。
功耗小，正常工作狀態(tài)下，漏電流為μA(微安)數(shù)量級(jí)。
成本低，價(jià)格廉。
缺點(diǎn)：可靠性較差，易老化，不可恢復(fù)性
應(yīng)用：
廣泛的應(yīng)用在汽車電子、通迅、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、軍用電子產(chǎn)品等方面，特別是在LCD、鍵盤、I/O接口、IC、MOSFET、CMOS、傳感器、手機(jī)、DVD、AV、ABS、馬達(dá)控制板、MP3、PDA、USB接口及高速數(shù)據(jù)信號(hào)線路上進(jìn)行保護(hù)等。
技術(shù)參數(shù)：
壓敏電壓U1mA： 通常以在壓敏電阻上通過1mA直流電流時(shí)的電壓來表示其是否導(dǎo)通的標(biāo)志電壓，這個(gè)電壓就稱為壓敏電壓UN或U1mA，，我們有時(shí)也把它叫做擊穿電壓。壓敏電壓的誤差范圍一般是±10%。
在試驗(yàn)和實(shí)際使用中，通常把壓敏電壓從正常值下降10%作為壓敏電阻失效的判據(jù)。
壓敏電阻的壓敏電壓范圍：18V～1800V。
最大持續(xù)工作電壓 ACrms/DC： 指壓敏電阻能長(zhǎng)期承受的最大交流電壓Uac (有效值)或最大直流電壓值Udc。一般Uac≈0.64U1mA；Udc≈0.83U1mA 。
續(xù)工作電壓不需進(jìn)行計(jì)算，可直接在產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)第一列查找Maximum Allowable Voltage的值，如標(biāo)稱電壓470V的壓敏電阻的最大持續(xù)工作電壓就是AC300V或DC385V。這個(gè)參數(shù)是選型的重要依據(jù)。
限制電壓（箝位電壓）VC ： 當(dāng)壓敏電阻流過某一脈沖電流時(shí)，在壓敏電阻兩端顯現(xiàn)的電壓最大值。技術(shù)規(guī)格書中的最大箝位電壓是在給定的脈沖電流下的值（ 5D是5A，7D是10A， 10D是25A， 14D是50A， 20D是100A）。 實(shí)際使用中，壓敏電壓越高，流過的沖擊電流越大，限制電壓（或稱殘壓）就越高。其數(shù)值可從產(chǎn)品的U-I曲線上查到。
通流量（最大沖擊電流）Imax：按規(guī)定的時(shí)間間隔和次數(shù)，在壓敏電阻上施加8/20μs波沖擊時(shí)，通過的最大電流值稱為沖擊通流容量，簡(jiǎn)稱通流量。沖擊的次數(shù)越多，每次沖擊的電流就應(yīng)越小。見技術(shù)規(guī)格書中的“浪涌壽命次數(shù)定額”。
漏電流Ip（μA）：壓敏電阻在額定直流電壓（一般為0.83 U1mA）作用下流過的電流，稱為漏電流。
極間電容 ：是由壓敏電阻的面積大小及壓敏電壓來決定的，電容的大小會(huì)影響壓敏電阻器件的響應(yīng)時(shí)間。一般壓敏電阻的極間電容大于500PF，因此，通信信號(hào)線一般不用它進(jìn)行保護(hù)，因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生信號(hào)的損失。
耐沖擊能量：壓敏電阻瞬間吸收的焦耳能量。它的計(jì)算公式為： E=K*Vc*Ip*T 式中： K----是一個(gè)常量系數(shù)，視不同的脈沖波形而定：K=1 是一種均勻分布的波形，K=1.4為10/1000和8/20μs的波形。 Vc----是最大箝位電壓 。?? Ip----是最大通流量。?? T----是脈沖持續(xù)的時(shí)間。
使用：
壓敏電阻器應(yīng)該在其額定的參數(shù)條件以內(nèi)工作，否則有可能導(dǎo)致壓敏電阻發(fā)熱劣化、甚至擊穿的后果。壓敏電阻的失效模式主要為短路，如果短路時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)發(fā)生爆炸、起火，損壞周邊的部件；也有可能出現(xiàn)開路。
選型：
1． 壓敏電阻的工作環(huán)境：
應(yīng)該在技術(shù)條件規(guī)定的范圍以內(nèi)：
? 環(huán)境溫度：－40C～＋85 ℃ ；
? 相對(duì)濕度：＋40±2℃時(shí)，最大可達(dá)96％ ；
? 大氣壓力：達(dá)8.5KPa。
2．壓敏電壓的選取
????? 取。連續(xù)施加在壓敏電阻兩端的電源電壓，不能超過規(guī)格表中列出的?°最大持續(xù)工作電壓?±值。
3．還要充分考慮到電網(wǎng)（或電路）工作電壓的波動(dòng)幅度, 選取壓敏電阻的壓敏電壓值時(shí)，要留有足夠的余量。國內(nèi)一般的波動(dòng)幅度為30%。
4．根據(jù)電路上可能感應(yīng)的最大浪涌電流選取壓敏電阻的大小。通過壓敏電阻的最大浪涌電流不應(yīng)超過技術(shù)規(guī)格書中的?°最大沖擊電流?±值(也就是最大通流量)。考慮到要耐受多次沖擊時(shí)，應(yīng)該選用能耐受10次以上沖擊的浪涌電流值。
5．壓敏電阻的箝位電壓必須小于被保護(hù)的部件或設(shè)備能承受的最大電壓（即安全電壓）。
6．當(dāng)浪涌脈沖以很短的間歇重復(fù)施加于壓敏電阻時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)計(jì)算此時(shí)的平均功率，并應(yīng)該使其低于規(guī)格表中列出的?°額定功率?±。
7．壓敏電阻不應(yīng)該靠近發(fā)熱或可燃元器件安裝，最好要有大于3毫米的間隔，以免損壞其它元器件。
分類：
按外形分：圓形、方形（ 34Χ34）。
按圓形的基片直徑分：Φ5﹑Φ7﹑Φ9﹑Φ10﹑Φ14﹑Φ20﹑Φ25 Φ32﹑Φ34﹑Φ40﹑Φ53。
按電壓分：低 ：壓敏電壓18～82V;?? 中 ：100V~510V;?? 高 ：560V~1800V。
按吸收能量分：標(biāo)準(zhǔn)的和高焦耳的。
壓敏電阻的測(cè)試方法
(1)測(cè)壓敏電壓時(shí)，通過的規(guī)定電流為1mA。
(2)最大連續(xù)交流電壓或直流電壓與溫度的關(guān)系：
競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手
國外品牌:西門子(EPCOS),舜全(CNR),維勤(GVR),聯(lián)順(ZOV),嵩隆(SAS,VDR),光基(ZNR)
國內(nèi)品牌:西無二廠(MYG),陜西華星,汕頭鴻志(HEL),佛山科星(KVR),貴州飛舸.

???????????

陶瓷氣體放電管
概述：
陶瓷氣體放電管是防雷保護(hù)設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種開關(guān)器件，串聯(lián)于線路中，可用在交直流電源、各種信號(hào)電路的防雷，都可以用它來將雷電流泄放入大地。
它是把一對(duì)放電間隙封裝在充以放電介質(zhì)（惰性氣體)的陶瓷管中構(gòu)成的。
按電極數(shù)分，有二極放電管和三極放電管（相當(dāng)于兩個(gè)二極放電管串聯(lián)）兩種。其外形為圓柱形,有帶引線和不帶引線兩種結(jié)構(gòu)形式（有的還帶有過熱時(shí)短路的保護(hù)卡）
原理：
陶瓷氣體放電管的基本原理就是氣體放電。常用的放電管脈沖擊穿電壓在幾百伏到一千多伏，放電管原先處于斷路狀態(tài)，電阻很大，電容很小。一旦脈沖過壓達(dá)到放電管的脈沖擊穿電壓，極間的電場(chǎng)強(qiáng)度超過氣體的擊穿強(qiáng)度時(shí)，就引起間隙放電，管內(nèi)氣體電離，放電管導(dǎo)通，由原來的斷路狀態(tài)變?yōu)榻贫搪贰＿@時(shí)放電管導(dǎo)通電阻很小，可以通過很大的沖擊電流從而將浪涌電流泄放到地，使與放電管聯(lián)接的其它器件和電路避免受到浪涌沖擊而損壞。
應(yīng)用：
用于電源防雷器共模電路中將雷電流泄放入地，也可用在差模電路中與壓敏電阻串聯(lián)而阻斷其漏電流。在信號(hào)防雷器中常用于第一級(jí)泄放浪涌電流，由于其反應(yīng)速度慢，還要用第二級(jí)作限壓保護(hù)。
陶瓷氣體放電管屬于開關(guān)組件，導(dǎo)通時(shí)兩端電壓很低，不能直接用在有源電路中作差模保護(hù)。必須用時(shí)，應(yīng)串聯(lián)限流組件，以防導(dǎo)通時(shí)形成過大的電流而損壞，甚至引起火災(zāi)；浪涌過后能恢復(fù)至斷路狀態(tài)。
特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：通流容量大，極間電容小（≤3pF），絕緣電阻高（≥109Ω），基本沒有漏電流；
缺點(diǎn)：擊穿電壓分散性較大（±20%），反應(yīng)速度較慢（最短為0.1～0.2μs），可靠性較差，多次沖擊易老化。
選型:
不能直接用在電源上做差模保護(hù)
擊穿電壓>線路上最大信號(hào)電頻電壓
耐電流>=線路上可能出現(xiàn)的最大異常電流
脈沖擊穿電壓<被保護(hù)線路電壓

主要特性參數(shù)有：
① 直流擊穿電壓Vsdc：在放電管上施加100V/s的直流電壓時(shí)的擊穿電壓值。這是放電管的標(biāo)稱電壓，常用的有90V、150V、230V、350V、470V和600V等幾種。其誤差范圍：一般為±20%，也有的為±15%，還有個(gè)別的為±10%或±5%。
②脈沖（沖擊）擊穿電壓Vsi：在放電管上施加1kV/μs的脈沖電壓時(shí)的擊穿電壓值。因反應(yīng)速度較慢，脈沖擊穿電壓要比直流擊穿電壓高得多。
③ 沖擊放電電流Idi：分為8/20μs波（短波）和10/1000μs波（長(zhǎng)波）沖擊放電電流兩種。一般以8/20μs波用得較多。沖擊放電電流又分為單次沖擊放電電流（8/20μs波沖擊1次）和標(biāo)稱沖擊放電電流（8/20μs波沖擊10次），一般后者約為前者的一半左右，有2.5 kA、5 kA、10 kA、20 kA……等規(guī)格。
④耐交流（工頻）電流Idac：放電管能耐受交流（工頻）電流放電1秒鐘/次、放電10次的電流額定值。
使用指導(dǎo)：
① 快速脈沖沖擊下，陶瓷氣體放電管氣體電離需要一定的時(shí)間（一般為0.2～0.3μs，最快的也有0.1μs左右），因而有一個(gè)幅度較高的尖脈沖會(huì)泄漏到后面去。若要抑制這個(gè)尖脈沖，有以下幾種方法：a、在放電管上并聯(lián)電容器或壓敏電阻；b、在放電管后串聯(lián)電感或留一段長(zhǎng)度適當(dāng)?shù)膫鬏斁€，使尖脈沖衰減到較低的電平；c、采用兩級(jí)保護(hù)電路，以放電管作為第一級(jí)，以TVS管或半導(dǎo)體過壓保護(hù)器作為第二級(jí)，兩級(jí)之間用電阻、電感或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲隔離。
② 流擊穿電壓VS的選擇：直流擊穿電壓VSdc的最小值應(yīng)大于可能出現(xiàn)的最高電源峰值電壓或最高信號(hào)電壓的1.2倍以上。
③ 擊放電電流的選擇：要根據(jù)線路上可能出現(xiàn)的最大浪涌電流或需要防護(hù)的最大浪涌電流選擇。放電管沖擊放電電流應(yīng)按標(biāo)稱沖擊放電電流（或單次沖擊放電電流的一半）來計(jì)算。
④ 陶瓷氣體放電管因擊穿電壓誤差較大，一般不作并聯(lián)使用。
⑤ 續(xù)流問題：為了使放電管在沖擊擊穿后能正常熄弧，在有可能出現(xiàn)續(xù)流的地方（如有源電路中），可以在放電管上串聯(lián)壓敏電阻或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲等限制續(xù)流，使它小于放電管的維持電流。
按8/20μs波通流容量有：
H（2.5KA）、K（3KA）、L（5KA）、M（10KA）、N（15KA）、P（20KA）、W（50KA）、X（60KA）、Y（80KA）、Z（100KA）{尺寸大小影響通流量，10KA內(nèi)影響效小}

半導(dǎo)體放電管
特點(diǎn):
精確的導(dǎo)通電壓，快速的響應(yīng)速度（小于1ns）、浪涌吸收能力強(qiáng)、電容值低、雙向?qū)ΨQ、可靠性高、能實(shí)現(xiàn)多路保護(hù)。
應(yīng)用:
廣泛應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)通訊及消費(fèi)類電子產(chǎn)品、高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備（T1/E1、XDSL、ISDN、HDSL、CATV、SLIC等）上.
選型：
VRM截止電壓>=線路中最大工作電壓
VS最大箝位電壓<=被保護(hù)電路中瞬態(tài)安全耐壓值
分類：
支插：BK(SDT)58S系列，BK(SDT)3072系列，BK(SDT)1602系列，BK200S系列，BK(SDT)4802系列，P0080系列，,P2300系列 ,P2600系列， P3100系列等。
貼片：SDT3010系列，SDT3021系列，P1500系列，P3500系列等。

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲
工作原理：
是一種正溫度系數(shù)聚合物熱敏電阻。正常時(shí)阻值很小，當(dāng)電路出現(xiàn)過流使它的溫度升高時(shí)，阻值急劇增大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從而使電路中的電流減小到安全值以下，其效果與開關(guān)組件類似，只是響應(yīng)速度較慢。
結(jié)構(gòu)：
由高分子聚合物與導(dǎo)電的碳粒子組成
過流保護(hù)：
PPTC組件串接在電路中，正常情況下，呈低阻狀態(tài)，保證電路正常工作；當(dāng)電路發(fā)生短路或竄入異常大電流時(shí)，PPTC組件的自熱使其阻抗增加把電流限制到足夠小，起到過電流保護(hù)作用。
特性參數(shù)：自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的主要特性參數(shù)有以下幾個(gè)：
①保持電流IH：不會(huì)使電阻值突變的最大電流。
②觸發(fā)電流IT：能使電阻值突然變大的最小電流。
③動(dòng)作時(shí)間Ttrip：通過5IH（LP系列）或3IH（LBR系列）或規(guī)定電流（其它系列）?????????????????? 的最大動(dòng)作時(shí)間。電流越大或/和溫度越高，則動(dòng)作時(shí)間越短。
④最大電壓Vmax：在額定電流下能承受的最大電壓，有時(shí)也用能承受的最大沖擊電壓Vmax interrupt。
⑤最大電流Imax：在額定電壓下能承受的最大故障電流。
⑥動(dòng)作功率Pdtyp：動(dòng)作狀態(tài)下的消耗功率。
⑦靜態(tài)電阻R：在不加電的情況下電阻值應(yīng)在靜態(tài)電阻最小值Rmin和最大值Rmax所確定的范圍之內(nèi)，即Rmin≤R≤Rmax。
選型：
1. 設(shè)備的工作電壓<自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的最大電壓
2. 設(shè)備的工作電流<自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的保持電流
應(yīng)用：??
一、電訊及網(wǎng)絡(luò)
用戶終端設(shè)備
模擬/模擬線路卡
T1/E1設(shè)備
ISDN設(shè)備
ASDL設(shè)備
HDSL設(shè)備
總配線架保安單元
有線電話/中心局至?? 用戶電纜線