P0080SB系列半导体放电管固体放电管

半导体放电管和tvs管1.引言1.1 概述半导体放电管和TVS管是电子领域中常见的两种保护元件，用于保护电路免受过电压和过电流的损害。

半导体放电管（GDT）是一种可触发的开关装置，其主要工作原理是通过内部的气体放电使电路中的过电压得以释放。

TVS管（Transient Voltage Suppressor）也是一种保护元件，其主要功能是在电路中检测到过电压时迅速导通并将过电压引到接地，以保护其他元件不受损坏。

在现代电子产品中，由于电路工作时常会受到突发的电压波动或电磁干扰，半导体放电管和TVS管的使用变得至关重要。

半导体放电管可以快速响应和释放过电压，有效地保护电路和设备；而TVS管则起到了防止电压超限和过电流进入电路的作用。

半导体放电管和TVS管的应用领域非常广泛。

在通信设备、电力设备、汽车电子、工业自动化等领域，半导体放电管和TVS管被广泛应用于各种电路保护和过电压抑制的场景。

它们可以有效地保护电路中的其他元件，提高电路的稳定性和可靠性。

尽管半导体放电管和TVS管在过电压保护方面有许多相似之处，但它们也存在一些不同之处。

半导体放电管通常具有更高的电流和功耗承受能力，适用于工程领域的大功率电路保护；而TVS管通常具有更快的响应速度和更低的电压保护等级，适用于对过电压反应要求更高的应用场景。

综上所述，半导体放电管和TVS管是电子领域中重要的保护元件，它们在保护电路和设备免受过电压和过电流的侵害方面发挥着重要作用。

随着科技的进步和电子产品的发展，对过电压保护的需求也会越来越大，这使得半导体放电管和TVS管的应用前景更加广阔。

1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的框架和内容安排的介绍。

可以按照以下的方式来编写文章结构部分的内容：本文将围绕着半导体放电管和TVS管展开讨论。

首先，在引言部分，我们将对本文的概述进行介绍，包括半导体放电管和TVS管的基本概念和作用。

接下来，我们将说明本文的结构，具体列出各个章节的主要内容和目的。

放电管介绍及选型(详解)放电管特性及选用吴清海放电管的分类放电管主要分为气体放电管和半导体放电管，其中气体放电管由烧结的材料不同分为玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管，玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管具有相同的特性。

气体放电管主要有密封的惰性气体组成，由金属引线引出，用陶瓷或是玻璃进行烧结。

其工作原理为，当加在气体放电管两端的电压达到气体电离电压时，气体放电管由非自持放电过度到自持放电，放电管呈低阻导通状态，可以瞬间通过较大的电流，气体放电管击穿后的维持电压可以低到30V以内。

气体放电管同流量大，但动作电压较难控制。

半导体放电管由故态的四层可控硅结构组成，当浪涌电压超过半导体放电管的转折电压V BO 时放电管开始动作，当放电管动作后在返送装置，的作用下放电管两端的电压维持在很低（约20V以下）时就可以维持其在低阻高通状态，起到吸收浪涌保护后级设备的作用。

半导体放电管的保护机理和应用方式和气体放电管相同。

半导体放电管动作电压控制精确，通流量较小。

放电管动作后只需要很低的电压即可维持其低阻状态，所以放电管属于开关型的SPD。

当正常工作时放电管上的漏电流可忽略不计；击穿后的稳定残压低，保护效果较好；耐流能力较大；在使用中应注意放电管的续流作用遮断，在适当场合中应有有效的续流遮断装置。

气体放电管气体放电管：气体放电管由封装在小玻璃管或陶瓷管中相隔一定距离的两个电极组成；其电气性能主要取决于气体压力，气体种类，电极距离和电极材料；一般密封在放电管中的气体为高纯度的惰性气体。

放电管主要由：电极、陶瓷管(玻璃管)、导电带、电子粉、Ag-Cu焊片和惰性气体组成。

在放电管的两电极上施加电压时，由于电场作用，管内初始电子在电场作用下加速运动，与气体分子发生碰撞，一旦电子达到一定能量时，它与气体分子碰撞时发生电离，即中性气体分子分离成电子和阳离子，电离出来的电子与初始电子在行进过程中还要不断地再次与气体分子碰撞发生电离，从而电子数按几何级数增加，即发生电子雪崩现象，另外，电离出来的阳离子也在电场作用下向阴极运动，与阴极表面发生碰撞，产生二次电子，二次电子也参加电离作用，一旦满足： r(ead-1)=1 时放电管由非自持放电过渡到自持放电，管内气体被击穿，放电管放电，此时放电电压称为击穿电压Vs。

防雷/防浪涌简介防雷/防浪涌简介防雷/防浪涌基础知识 产品分类及典型产品介绍 各类防雷产品的对比 典型应用方案2雷电的产生3雷电的分级防护GDTSIDACTorTVSCLASS ICLASS IICLASS IIIsystem4国际标准IEC USA USA Europe/Asia Pacific ITU-T K.21 Europe/Asia Pacific ITU-T K.20 61000-4-5 FCC part 68 ( Subscriber ) Telcordia ( Central Office ) ( Subscriber ) ( Central Office)5IEC61000-4-5定义的10/700μS波形6防雷/防浪涌简介防雷/防浪涌基础知识 产品分类及典型产品介绍 各类防雷产品的对比 典型应用方案7GDTGDT是气体放电管（Gas Discharge Tube）的简称。

它的特点是： 相应速度较慢: >80ns 雷击承受能力强： 电压：75V~3500V 电流：200A （10/700us） 电容低：<1pF@0V，1MHz 每次冲击，性能降低8GDT Products(P2G3SS4.5*3.2*2.7mm)TypeVs (V) 100V/sVss (V) 1KV/μs＜600 ＜600IMDC (A) 8/20μs 10/1000μs 10Hits 300hits(1500hit)1K 1K 1K 1K 1K 1K 50(10) 50(10) 50(10) 50(10) 50(10) 50(10)C(pF) @ 1MHz≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 1.0IR(Ω) @100V dc≥109 ≥109 ≥109 ≥109 ≥109 ≥109Arc (V) @1 A～15 ～15 ～15 ～15 ～15 ～15P2G3SS-750M-E01 P2G3SS-900M-E0160…90 72…108P2G3SS-151M-E01 120…180 ＜600 P2G3SS-231M-E01 184…276 ＜700 P2G3SS-351M-E01 280…420 ＜1000 P2G3SS-471M-E01 376…564 ＜10009GDT Products(P3G8S8*10mm)TypeVs (V) 100V/sVss (V) 1KV/μs ＜600 ＜600IMDC (A)C (pF)IR (Ω)Arc (V)8/20μs 10/1000μs @ 1MHz @100Vdc @1A 10Hits 300hits(1500hit) 5K 5K 5K 10K 10K 10K 10K 100(10) 100(10) 100(10) 100(10) 100(10) 100(10) 100(10) ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≥109 ≥109 ≥109 ≥109 ≥109 ≥109 ≥109 ～15 ～15 ～15 ～15 ～15 ～15 ～1510P3G8S_-750M-E05 P3G8S_-900M-E0560…90 72…108P3G8S_-151M-E05 120…180 ＜600 P3G8S_-231M-E10 184…276 ＜700 P3G8S_-351M-E10 280…420 ＜1000 P3G8S_-471M-E10 376…564 ＜1300 P3G8S_-601M-E10 480…720 ＜1400固体放电管--SIDACTor固体放电管的特点： 响应速度快:10-9 S 泄放电流能力强： >80A 雷击承受能力强： >3200V （10/700us） 电容低：20~100pF@2V，1MHz 无限冲击 （10/700us）11放电管的电学参数Symbol VDRM VS IDRM IS IH VTParameter Repetitive Peak Off-state voltageIPPSM IT IS IHBreakover VoltageIDRM V VT VDRM VSOff-state Current Breakover Current Holding Current On-state VoltageV-I Characteristics12POV 产品列表 (SMB 80A)Part NumberPOV0080SB POV0300SB POV0640SB POV0720SB POV0900SB POV1100SB POV1300SB POV1500SB POV1800SB POV2300SB POV2600SB POV3100SB POV3500SBVDRM (V)6 25 58 65 75 90 120 140 170 190 220 275 320VS (V)25 40 77 88 98 130 160 180 220 260 300 350 400VT (V)4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4IDRM (μA)5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5IS (mA)800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800IT (A)2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2IH (mA)80 80 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150CO (pF)80 80 80 70 70 70 70 65 65 60 60 55 55 13PPV61089BTarget Application Target ApplicationT-1/E-1, ISDN, and xDSL transmission equipment; T-1/E-1, ISDN, and xDSL transmission equipment; Telecommunications infrastructure; Telecommunications infrastructure; Set-top box ;; VOIP; Set-top box VOIP;Schematic and PIN Configuration Schematic and PIN ConfigurationK1 K1 K1 Vbat GND Vbat NC K2 K2 K2 K1 GND GND K2Parameter Overview Parameter OverviewParameter Condition Parameter Condition •• VDRM VGK=0 VDRM VGK=0 •• VGKRM VKA=0 VGKRM VKA=0 •• IID 5V, 25°C D 5V, 25°C •• VF 0V, 1MHz VF 0V, 1MHz •• IUT-T K.20/21/45 IUT-T K.20/21/45 Value Value -170V -170V -167V -167V <5uA typ <5uA typ 3V 3VApplication Example Application ExampleTIP SLIC Vbat PPV61089Product Status Product Status•• PPV61089B PPV61089B In mass production In mass productionICPGND RING14TVSTVS是瞬态电压抑制器（Transient Voltage Suppressor） 的简称。

常见防雷（surge,lighting)器件(TVS,压敏电阻，气体放电管，固体放电管，SP D)应用TVS瞬态干扰抑制器性能与应用瞬态干扰瞬态干扰指交流电网上出现的浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号，其特点是作用时间极短，但电压幅度高、瞬态能量大。

瞬态干扰会造成控制系统的电源电压的波动；当瞬态电压叠加在控制系统的输入电压上，使输入控制系统的电压超过系统内部器件的极限电压时，便会损坏控制系统内部的设备，因此必须采用抑制措施。

硅瞬变吸收二极管硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管，是箝位型的干扰吸收器件；其应用是与被保护设备并联使用。

硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力，及极多的电压档次。

可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压。

TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背连接的二极管)两种，它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。

使用中TVS管的击穿电压要比被保护电路工作电压高10％左右，以防止因线路工作电压接近TVS击穿电压，使TVS漏电流影响电路正常工作；也避免因环境温度变化导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。

TVS管有多种封装形式，如轴向引线产品可用在电源馈线上；双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的保护。

TVS的特性TVS的电路符号和普通的稳压管相同。

其电压-电流特性曲线如图1所示。

其正向特性与普通二极管相同，反向特性为典型的PN结雪崩器件。

图2是TVS的电流-时间和电压-时间曲线。

在浪涌电压的作用下，TVS两极间的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR，而被击穿。

随着击穿电流的出现，流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP，同时在其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压VC以下。

其后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态，这就是TVS抑制可能出现的浪涌脉冲功率，保护电子元器件的过程。

左右，在它未导通前，会有一个幅度较大的尖脉冲漏过去。

若要抑制这个尖脉冲，有以下几种方法：a、在放电管上并联电容器或压敏电阻；b、在放电管后串联电感或留一段长度适当的传输线，使尖脉冲衰减到较低的电平；c、采用两级保护电路，以放电管作为第一级，以TVS管或半导体过压保护器作为第二级，两级之间用电阻、电感或自恢复保险丝隔离。

2、陶瓷气体放电管击穿电压一致性较差，离散性较大，误差为±20%。

一般不作并联使用。

3、直流击穿电压（DC-Spark-over Voltage）的选择：直流击穿电压的最小值应大于被保护线路的最大工作电压的1.2倍以上。

4、脉冲击穿电压（Impulse Spark-over Voltage）的选择：脉冲击穿电压要考虑浪涌防护等级，例如采用10/700μs的波形试验电压4000V，GDT的脉冲击穿电压要小于4000V，这样在测试时GDT才能导通，起到保护作用。

单纯从线路保护来讲，脉冲击穿电压越低，线路保护效果越好。

实际上，选定了GDT的直流击穿电压，它的脉冲击穿电压也随之确定了。

5、冲击放电电流（通流量）的选择：要根据线路上可能出现的最大浪涌电流或需要防护的最大浪涌电流来选择。

6、续流问题：为了使放电管在冲击击穿后能正常熄弧，在有可能出现续流的地方（如有源电路中），可以在放电管上串联压敏电阻或自恢复保险丝等限制续流，使它小于放电管的维持电流。

二、玻璃气体放电管：SPG（Spark Gap Protectors），玻璃气体放电管，也称强效气体放电管。

1、反应速度快（与陶瓷气体放电管不同，不存在冲击击穿的滞后现象）。

SPG 内部由半导体硅集成，在动作时，当外加电压增大至超过惰性气体的绝缘强度后，由于半导体硅的不稳定性作用，会使两极间的放电发展更为迅速。

因此：玻璃气体放电管的反应速度比陶瓷气体放电管要快。

2、通流容量较陶瓷气体放电管小得多。

3、击穿电压尚未形成系列值。

4、击穿电压分散性较大，为±20%。

rs232保护电路RS232接⼝保护⽅案●RS232⼝在通信设备上作为调试⽤接⼝，板间通信接⼝和监控信号接⼝，传输距离不超过15⽶。

调试⽤接⼝使⽤⽐较频繁，经常带电插拔,因此接⼝会收到过电压,过电流的冲击，若不进⾏保护,很容易将接⼝芯⽚损坏。

●RS232的接⼝芯⽚输出电压⼀般为±9V，不会超过±12V。

因此对接⼝收发信号线可采⽤双向瞬态抑制⼆极管. BS0150MS，限流电阻选100欧姆，⼀般放在232接⼝芯⽚侧，电阻的功率要选⼤些，1/4W以上，否则电阻容易烧坏。

BS0150MS 器件50A(8/20uS)15A(10/1000uS)寄⽣电容15pF。

MAX232芯⽚的RS232接⼝保护电路 2009-03-14 18:16:17最近设计的⼀款仪表⾥使⽤RS232通讯，我⽤的是贴⽚“MAX232 ESE+ 0815”芯⽚，电路如下图：在选择TVS管的时候花费了点时间，开始时D1、D2打算使⽤，后来在同事的提醒下查了些资料。

⽤⽰波器观察MAX232的TXD出来的电压峰值不会超过10V，使⽤D2选⽤了；仔细查看MAX232的PDF，发现RXD输⼊端可以承受30V的电压，再加上有些芯⽚出来的RS232信号电平有可能超过20V，所以为了更⼤的兼容性D1就⽤了。

由于仪表所处的地⽅经常会有瞬间100～200v的⼤电压，R1,R2的作⽤在于限流，防⽌TVS管和⾃恢复保险丝的损坏。

不过R1 R2需要选择功率⼤些的，由于空间⾜够，所以我⽤的是1W的。

由于仪表⼯作环境没有连接市电以及任何天线，所以没有考虑防雷，如果要加防雷的话可以在前级再加陶瓷放电管。

有⼀点⼩疑问，我⽤⽰波器看得TXD出来的电压只在+7～-7V间，会不会是max232芯⽚质量不好，或者是假冒的或者是泵升电容质量不好不过信号传输倒也不影响，因为⼀般的芯⽚只要电压绝对值⼤于2V就可识别。

另外我做了个有意思的测试，在去掉tvs管保护的前提下。

A.General Description 简要概述半导体放电管器件专门用来防止敏感的电信设备、POS 终端、基站设备、网络视频等设备出现由闪电、电源接触和电源感应引起的过压故障危险。

它们具有高电气浪涌抑制能力，有助于防止瞬间故障和断开状态的高阻抗，使系统的正常运行过程变得实际上更加透明。

广泛应用在：网络通迅及消费类电子产品、高速数据传输设备（T1/E1、XDSL、ISDN、HDSL、CATV、SLIC 等）。

经典应用：电话信号接口防护、RS485、RS232、RS422等数据接口。

产品特点产品特点:: 精确导通电压、快速响应 超强的浪涌处理能力 双向对称,可靠性高 安装简便，器件体积小分SMA、SMB 贴片型/DO-15、TO-92直插型 符合ROHS 要求满足通信产品标准要求SMA/DO-214ACB.Dimension产品尺寸D.Surge Ratings 浪涌额定值E.Product Terminology 产品术语Electrical Parameters电气参数V DM :Repetitive peak Off-state Voltage 最高峰值电压，器件可保持关断状态，也即：不正作峰值电压VBo:Switching Voltage半导体雪崩或开关切换动作电压Ipp ：Surge Ratings最大额定峰值脉冲电流I DM ：Off-state current在V DM 下最大泄漏电流值I H Min ：Minimum Holding current 导通状态最小电流C ：O ff-state Capacitance 不工作状态下器件电容值di/dt ：Rate of Rise of Current 电流上升率dv/dt ：Rate of Rise of Voltage电压上升率F.Thermal Considerations温度特性考虑封装形式Symbol符号Parameter参数Value值SMA/Do-214ACT J Operating Junction Temperature Range工作温度范围-40~+150℃T S Storage Temperature Range贮存温度范围-55~+150℃RØJA Thermal Resistance:Junction to Ambient90℃/WG.Part Name Information 产品命名信息H.Packing information 包装信息505000PCS/Reel 00PCS/Reel1010000PCS 000PCS /BOX50,000PCS /CartonNOTE:ALL DATA AND SPECIFICATIONS ARE SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE.注意注意：：所有的规格、参数更新将不例行通知。

固体放电管（半导体放电管）是基于可控硅的原理和结构的一种二端负阻器件，用于保护敏感易损的集成电路，使之免遭雷电和突波的冲击而造成的损坏。

它采用了先进的离子注入技术，具有精确导通、快速响应、浪涌吸收组能力强、可靠性高等特点;广泛应用于通讯交换设备中的程控交换机、电话机、传真机、配线架、XDSL、通讯接口、通讯发射设备等一切需要防雷保护的领域，以保护其内部的IC免受瞬间过电压的冲击和破坏。

在当今世界微电子及通讯设备高速发展的今天，固态放电管已成为世界通讯设备的首选器件。

SEMIWILL半导体放电管P0080TA(SMA封装)：1）产品优点：浪涌吸收能力强（10/700uS:2KV）⌝精确导通、快速响应耐压高，漏电流低⌝可靠性高标准SMA封装符合RoHS环保要求包装方式：卷盘包装4000PCS/盘12000PCS/箱2）应用领域：1、安防领域室内监控系统的雷击防护2、xDSL、Cable Modem、以太网等的雷击防护3、其他领域的雷击防护3）PXXXXTA全系列产品：P0080TA、P0300TA、P0640TA、P1300TA、P1800TA、P2600TA、P3100TA、P3500 TA、P4200TA等作为全球领先的专业半导体分立器件生产厂家，望爵半导体科技（SEMIWILL SEMICONDUCT OR INC.）为您提供最优质的元器件产品，包括半导体放电管（Thyristor Surge Suppressors）、陶瓷气体放电管(Gas Discharge Tubes)、瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressors)、静电保护器（EletroStatic Protection Devices）和可控硅产品（Thyristor）等，同时我们为您提供最新的行业解决方案以及免费的测试验证服务等。

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P0080A型放电管的研制摘要：本文简单分析了P0080A放电管参数的影响因素，按照现有生产线水平，将器件设计为平面结构，采用扩散方式形成NPNPN五层两端子结构，并设计了一种“限压环“结构，以解决击穿电压和结电容无法同时满足要求的矛盾。

在此基础上，反复流片试验，优化工艺参数，最终获得完全符合要求的P0080A放电管器件。

这是一种工艺简单、经济实用的方法。

关键词：放电管；限压环；复合钝化1、概述P0080A型放电管为半导体放电管，是一种过压保护器件，具有精确导通、快速响应（响应时间为ns级）、浪涌吸收能力强、双向对称、可靠性高等特点。

和同尺寸的TVS管相比，浪涌能力更强，可在无源电路中替代TVS管使用。

2、器件结构与基本参数P0080A放电管的参数要求如表1和表2。

表1 主要电特性参数表2 额定浪涌参数P0080A放电管利用晶闸管原理制成，当外加电压低于断态电压，器件处于断开状态；当电压超过断态峰值电压，它会将瞬态电压箝制到元件的转折电压以内；电压继续增大，半导体放电管由于负阻效应进入导通状态，这时近似于短路；当外加电压恢复正常，电流下降到小于维持电流，元件自动复位，并恢复到高阻抗状态。

图1是半导体放电管的电特性曲线。

图一放电管电特性曲线3、工艺设计3.1材料的选择硅材料的熔点高、本征载流子浓度低、禁带宽度适中、少子寿命长。

不足之处是它的迁移率较低，会使通态电压较大，关于这一点可由少子寿命长和热特性好来补偿。

此外，N型硅相比P型硅中的少子寿命更长，并可以相对容易地做出深扩散的P型层。

因此，在研制过程中我们选择的是N型硅片，硅片晶向为<111>，这样与硅接触的金属能够均匀地渗入硅片，形成良好的共晶接触。

放电管击穿电压受限于雪崩击穿电压以及两个晶体管的共基极电流增益。

雪崩击穿电压基本上由N基区的电阻率决定，晶体管增益与基区厚度相关。

基于这两项理论的近似计算，硅片电阻率<1Ω•cm，硅片厚度<200um。

放电管特性及选用吴清海放电管的分类放电管主要分为气体放电管和半导体放电管，其中气体放电管由烧结的材料不同分为玻璃气体放电管和瓷气体放电管，玻璃气体放电管和瓷气体放电管具有相同的特性。

气体放电管主要有密封的惰性气体组成，由金属引线引出，用瓷或是玻璃进行烧结。

其工作原理为，当加在气体放电管两端的电压达到气体电离电压时，气体放电管由非自持放电过度到自持放电，放电管呈低阻导通状态，可以瞬间通过较大的电流，气体放电管击穿后的维持电压可以低到30V以。

气体放电管同流量大，但动作电压较难控制。

半导体放电管由故态的四层可控硅结构组成，当浪涌电压超过半导体放电管的转折电压V BO时放电管开始动作，当放电管动作后在返送装置，的作用下放电管两端的电压维持在很低（约20V以下）时就可以维持其在低阻高通状态，起到吸收浪涌保护后级设备的作用。

半导体放电管的保护机理和应用方式和气体放电管相同。

半导体放电管动作电压控制精确，通流量较小。

放电管动作后只需要很低的电压即可维持其低阻状态，所以放电管属于开关型的SPD。

当正常工作时放电管上的漏电流可忽略不计；击穿后的稳定残压低，保护效果较好；耐流能力较大；在使用中应注意放电管的续流作用遮断，在适当场合中应有有效的续流遮断装置。

气体放电管气体放电管：气体放电管由封装在小玻璃管或瓷管中相隔一定距离的两个电极组成；其电气性能主要取决于气体压力，气体种类，电极距离和电极材料；一般密封在放电管中的气体为高纯度的惰性气体。

放电管主要由：电极、瓷管(玻璃管)、导电带、电子粉、Ag-Cu焊片和惰性气体组成。

在放电管的两电极上施加电压时，由于电场作用，管初始电子在电场作用下加速运动，与气体分子发生碰撞，一旦电子达到一定能量时，它与气体分子碰撞时发生电离，即中性气体分子分离成电子和阳离子，电离出来的电子与初始电子在行进过程中还要不断地再次与气体分子碰撞发生电离，从而电子数按几何级数增加，即发生电子雪崩现象，另外，电离出来的阳离子也在电场作用下向阴极运动，与阴极表面发生碰撞，产生二次电子，二次电子也参加电离作用，一旦满足： r(ead-1)=1 时放电管由非自持放电过渡到自持放电，管气体被击穿，放电管放电，此时放电电压称为击穿电压Vs。

半导体放电管TSS的介绍以及应用领域概述：半导体放电管TSS是基于开关型晶闸管原理和结构的一种二端负阻器件，用于保护敏感易损的集成电路，使之免受瞬间雷电和过电压的冲击而造成的损坏。

高端的固体放电管产品采用了先进的离子注入技术和玻璃钝化工艺，产品具有准确导通、响应速度快、浪涌吸收能力强、可靠性高、稳定性强等特点。

应用领域：由于半导体放电管的开关特性和稳定性等产品优势，因此被广泛应用于交换机、电话机、传真机、配线架、XDSL、ADSL、G-PON、通讯接口、通讯发射设备等一切需要过电压保护的领域，以保护其后端的芯片免受瞬态过电压的冲击和破坏。

在当今世界微电子及通讯设备高速发展的今天，半导体放电管已经成为通讯和消费类电子行业过压保护的首选分立器件。

半导体放电管的正确选用方法：1、反向击穿电压VBR必须大于被保护电路的最大工作电压。

如在POTS应用中，最大振铃电压(150V)的峰值电压(150*1.41=212.2V)和直流偏压峰值(56.6V)之和为268.8V，所以应选择VBR大于268.8V的器件。

又如在ISDN应用中，最大DC电压(150V)和最大信号电压(3V)之和为153V，所以应选择VBR大于153V的器件。

2、转折电压VBO必须小于被保护电路所允许的最大瞬间峰值电压。

3、若要使半导体放电管通过大的浪涌电流后自复位，器件的维持电流IH必须大于系统所能能提供的电流值。

即：IH(系统电压/源阻抗)。

4、最大瞬间峰值电流IPP必须大于通讯设备标准的规定值。

如FCC Part68A类型的IPP应大于100A；Bellcore 1089的IPP应大于25A。

5、半导体放电管处于导通状态(导通)时，所损耗的功率P应小于其额定功率Pcm，Pcm=KVT*IPP，其中K由短路电流的波形决定。

对于指数波，方波，正弦波，三角波K值分别为1.00，1.4，2.2，2.8。

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TSS 半导体放电管产品选型指南T hyristor S urge S uppressors Selection Guide版权及最终解释权归君耀电子（BrightKing）所有V2，2018目录1TSS工作原理 (3)2TSS特点 (3)3TSS典型应用电路 (4)4TSS参数说明 (4)4.1.V DRM，I DRM (4)4.2.I H (5)4.3.V T，I T (6)4.4.V S，I S (6)4.5.V PP，I PP (6)5TSS选型注意事项 (7)5.1.反向截止电压（V DRM） (7)5.2.TSS的续流问题 (7)5.3.封装形式 (7)6TSS命名规则 (7)7君耀电子（BrightKing）TSS产品线 (8)1 TSS 工作原理TSS （Thyristor Surge Suppressors ），浪涌抑制晶闸管，也称半导体放电管，是采用半导体工艺制成的PNPN 结四层结构器件，其伏安特性（如图1）类似于晶闸管，具有典型的开关特性。

TSS 一般并联在电路中应用，正常工作状态下TSS 处于截止状态，当电路中由于感应雷、操作过电压等出现异常过电压时，TSS 快速导通泄放由异常过电压导致的异常过电流，保护后端设备免遭异常过电压的损坏，异常过电压消失后，TSS 又恢复至截止状态。

图2是TSS 第一象限放大图，TSS 的开关特性包含四个区域：断态区、击穿区、负电阻区和通态区。

断态区：是电压—电流特性的高电阻、低电流区。

该区域从原点延伸至击穿起始点。

断态电流是结反向电流和所有表面漏电流的综合，在该区可施加反向截止电压（V DRM ）测量TSS 的漏电流（I DRM ）。

击穿区：击穿区是电压—电流特性的低电阻、高电压区域。

该区域是从电压—电流特性的高动态电阻的低电流部分开始变化，至显著的低动态电阻区、电流剧增的区域。

最终当TSS 正反馈出现足以激活开通时，该区域终止。

负电阻区：负电阻区表示从击穿区开关点到通态状态的轨迹。

放电管特性及选用吴清海放电管的分类放电管主要分为气体放电管和半导体放电管，其中气体放电管由烧结的材料不同分为玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管，玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管具有相同的特性。

气体放电管主要有密封的惰性气体组成，由金属引线引出，用陶瓷或是玻璃进行烧结。

其工作原理为，当加在气体放电管两端的电压达到气体电离电压时，气体放电管由非自持放电过度到自持放电，放电管呈低阻导通状态，可以瞬间通过较大的电流，气体放电管击穿后的维持电压可以低到30V以内。

气体放电管同流量大，但动作电压较难控制。

半导体放电管由故态的四层可控硅结构组成，当浪涌电压超过半导体放电管的转折电压V BO时放电管开始动作，当放电管动作后在返送装置，的作用下放电管两端的电压维持在很低（约20V以下）时就可以维持其在低阻高通状态，起到吸收浪涌保护后级设备的作用。

半导体放电管的保护机理和应用方式和气体放电管相同。

半导体放电管动作电压控制精确，通流量较小。

放电管动作后只需要很低的电压即可维持其低阻状态，所以放电管属于开关型的SPD。

当正常工作时放电管上的漏电流可忽略不计；击穿后的稳定残压低，保护效果较好；耐流能力较大；在使用中应注意放电管的续流作用遮断，在适当场合中应有有效的续流遮断装置。

气体放电管气体放电管：气体放电管由封装在小玻璃管或陶瓷管中相隔一定距离的两个电极组成；其电气性能主要取决于气体压力，气体种类，电极距离和电极材料；一般密封在放电管中的气体为高纯度的惰性气体。

放电管主要由：电极、陶瓷管(玻璃管)、导电带、电子粉、Ag-Cu 焊片和惰性气体组成。

在放电管的两电极上施加电压时，由于电场作用，管内初始电子在电场作用下加速运动，与气体分子发生碰撞，一旦电子达到一定能量时，它与气体分子碰撞时发生电离，即中性气体分子分离成电子和阳离子，电离出来的电子与初始电子在行进过程中还要不断地再次与气体分子碰撞发生电离，从而电子数按几何级数增加，即发生电子雪崩现象，另外，电离出来的阳离子也在电场作用下向阴极运动，与阴极表面发生碰撞，产生二次电子，二次电子也参加电离作用，一旦满足： r(ead-1)=1 时放电管由非自持放电过渡到自持放电，管内气体被击穿，放电管放电，此时放电电压称为击穿电压Vs。

一半导体放电管的应用概述半导体放电管是一种微型化、高频化和高可靠性的特殊新型电力电子半导体器件，它的结构是一种五层双端对称双向晶闸管，导通与关断只由外加电压或dv/dt决定，因此在线路的在线保护方面有着优越的性能而广泛地应用于通信电路系统中作为雷电浪涌保护器。

目前，完全由它代替气体放电管，用来保护程控交换机、电话机等免遭雷电和交流电源线感应的强脉冲干扰，是理想的换代产品。

管子的漏电流极小，相当于断路；当外电压继续加大时，开始发生击穿（类似与二级管）；外电压进一步加大后，管子两端变成通态，相当于短路，可泄放大的电流；当外电压撤去以后，管子可恢复断态，能重复使用且双向结构及电参数一致，可以泄放双向的过电压。

对称的伏安特性曲线如图一：图一半导体放电管的电路符号如图2：半导体吸收雷电浪涌示意如图3：图 2图 6对于低于200伏左右（振铃电路可能产生一百五六十伏的电压，在此正常工作电压下放电管应不动作）的电压，固体放电管不动作（对应参数：不动作电压），相当于断路（对应参数：绝缘电阻）外界引入的过电压经一级保护后，到达B点时最高只有两三百伏（对应固体放电管的最高限制电压），此电压经过二级保护区后到达D点后只有五六十伏，不会对用户接口卡造成损坏。

二级保护可以由低压放电管（标称58伏）构成，也可以由专用的二级保护电路来实现。

对电信终端的损害。

图7为二极管DO－15轴式封装的固体放电管示意图图8为外形图图8 图7二半导体放电管芯片的结构及原理半导体放电管的芯片结构如图8、平面图形如图9图8 图9 (表面金属EB短路)从结构可以分解如图10从上图可以看出，五层双端结构的半导体放电管芯片可以看作是两个无门极的晶闸管的组合，而每个晶闸管又可以看作是两个互相作用的三级管的组合。

在此,简要介绍一下晶闸管的导通条件如图10中的电路图所示：档门极施加触发电流IG时，经晶体管V2放大为电流IC2，又可将IC2视为V1管的基极电流，经V1管放大为电流IC1。

Features!!!!!Low voltage overshoot Low on-state voltageDoes not degrade surge capability after multiplesurge events within limitFails short circuit when surged in excess of ratings Low Capacitance2/10S 18/20S 110/160S 110/560S 110/1000S 15/310S 12/10S 21.2/50S 210/160S 210/560S 210/1000S 210/700S 2I TSM 50/60Hz di/dt SeriesA minA min A min A min A min A min A min Amps/µs maxC50040020015010015050500Notes:1.Current waveform in µs2.Voltage waveform in µs-Peak pulse current rating (I PP ) is repetitive and guaranteed for the life of the product. - I PP ratings applicable over temperature range of -40C to +85C-The device must initially be in thermal equilibrium with -40°C < T J < +150°CT J Operating Junction Temperature Range- 40 to +150 °C T S Storage Temperature Range - 40 to +150°C R θJAThermal Resistance:Junction to Ambient90°C/WSurgeRatingsSymbol ParameterValue Unit Thermal Considerations!!Terminals: Solder Plated, Solderable per MIL-STD-750, Method 2026! Polarity: Cathode Band or Cathode Notch ! Marking: Type Number!Mechanical DataCase: SMB/DO-214AA, Molded Plastic Weight: 0.093 grams (approx.)THYRISTOR SURGE SUPPRESSORS TSS深圳市赛特微电子有限公司C V DRM@I DRM =5AV S@100V/SV T@I T =2.2AI S I T I H 0@1MHzPart Number V min V max V max mA max A max mA min pF min pF max P0080SC 6 25 4 800 2.2 50 25 150 P0300SC 25 40 4 800 2.2 50 15 140 P0640SC 58 77 4 800 2.2 150 40 60 P0720SC 65 88 4 800 2.2 150 35 60 P0900SC 75 98 4 800 2.2 150 25 55 P1100SC 90 130 4 800 2.2 150 30 50 P1300SC 120 160 4 800 2.2 150 25 45 P1500SC 140 180 4 800 2.2 150 25 40 P1800SC 170 220 4 800 2.2 150 25 35 P2000SC 180 220 4 800 2.2 150 20 35 P2300SC 190 260 4 800 2.2 150 25 35 P2600SC 220 300 4 800 2.2 150 20 35 P3100SC 275 350 4 800 2.2 150 20 35 P3500SC 320 400 4 800 2.2 150 20 35 P4000SC 360 460 4 800 2.2 150 20 35 P4500SC 400 540 4 800 2.2 150 20 35 P5000SC44060048002.21502035Notes:-Absolute maximum ratings measured at T A = 25C (unless otherwise noted). - Devices are bi-directional.1005050rdt –Time (μs)I p p –P e a k P u l s e C u r r e n t - %I p p-40 -200 20 40 60 80 100 120 140 160Junction Temperature (T J )-1412 10 8 6 4 2 9 -4 -6 -8P e r c e n t o fV S C h a n g e - %-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140160Case Temperature (TC)-2.0 1.81.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4R a t i o n o f I H I H (T C =25℃)+I -I-V+VFigure 1 - V-I Characteristics Figure 3-Normalized V S Change Versus JunctionTemperatureFigure 2- t r ×t d Pulse WaveformFigure 4 -Normalized DC HoldingCurrent Versus CaseTemperature。

半导体放电管和气体放电管的基础知识气体放电管的结构及特性开放型气体放电管放电通路的电气特性主要取决于环境参数，因而工作的稳定性得不到保证。

为了提高气体放电管的工作稳定性，目前的气体放电管大都采用金属化陶瓷绝缘体与电极进行焊接技术，从而保证了封接的外壳与放电间隙的气密性，这就为优化选择放电管中的气体种类和压力创造了条件，气体放电管内一般充电极有氖或氢气体。

气体放电管的各种电气特性，如直流击穿电压、冲击击穿电压、耐冲击电流、耐工频电流能力和使用寿命等，能根据使用系统的要求进行调整优化。

这种调整往往是通过改变放电管内的气体种类、压力、电极涂敷材料成分及电极间的距离来实现的。

气体放电管有二极放电管及三极放电管两种类型。

有的气体放电管带有电极引线，有的则没有电极引线。

从结构上讲，可将气体放电管看成一个具有很小电容的对称开关，在正常工作条件下它是关断的，其极间电阻达兆欧级以上。

当浪涌电压超过电路系统的耐压强度时，气体放电管被击穿而发生弧光放电现象，由于弧光电压低，仅为几十伏，从而可在短时间内限制了浪涌电压的进一步上升。

气体放电管就是利用上述原理来限制浪涌电压，对电路起过压保护作用的。

随着过电压的降低，通过气体放电管的电流也相应减少。

当电流降到维持弧光状态所需的最小电流值以下时，弧光放电停止，放电管的辉光熄灭。

气体放电管主要用来保护通信系统、交通信号系统、计算机数据系统以及各种电子设备的外部电缆、电子仪器的安全运行。

气体放电管也是电路防雷击及瞬时过压的保护元件。

气体放电管具有载流能力大、响应时间快、电容小、体积小、成本低、性能稳定及寿命长等特点;缺点是点燃电压高，在直流电压下不能恢复截止状态，不能用于保护低压电路，每次经瞬变电压作用后，性能还会下降。

半导体放电管也称固体放电管是一种PNPN元件，它可以被看作一个无门电极的自由电压控制的可控硅，当电压超过它的断态峰值电压或称作雪崩电压时，半导体放电管会将瞬态电压箝制到元件的开关电压或称转折电压值之内。