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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。
防雷模块组成部件
1.金属氧化物压敏电阻器(MOV)：这是一种能快速响应并吸收过电压的电阻器。
当电压过高时，金属氧化物压敏电阻器会迅速变成导体，将过电压导向地线。
2. 陶瓷气体放电管 (GDT)：这是一种能够吸收高电压脉冲的保护装置。
当电压超过设定值时，陶瓷气体放电管会导通，将过电压导向地线。
3. 双向可控硅 (SCR)：这是一种能够控制电压的半导体器件。
当正向电压超过一定值时，双向可控硅会导通，将电压导向地线。
4. 电容器：这是一种能够存储电荷的电子元件。
电容器在防雷模块中的作用是平滑电流，减少可能对设备造成的干扰。
以上组成部分的组合形式可以因应不同的防雷需求而有所不同，但是它们共同的目的都是保护电子设备免受雷击和静电干扰。
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手机抗雷击浪涌测试及其设计李雪玲;朱文立【摘要】介绍了手机及其充电器在产品认证中的浪涌检测要求,比较了各类浪涌防护器件的特点,分别对手机的通用充电器浪涌防护设计及其原理进行了仔细分析,以及对手机浪涌和瞬态脉冲保护提出了合理的对策方案.【期刊名称】《环境技术》【年(卷),期】2017(035)001【总页数】6页(P6-10,23)【关键词】手机;检测;浪涌;防护设计【作者】李雪玲;朱文立【作者单位】工业和信息化部电子第五研究所,广州 510610;工业和信息化部电子第五研究所,广州 510610【正文语种】中文【中图分类】TN03手机已经广泛深入到了普罗大众的日常生活，成为大家生活和工作中不可或缺的便捷工具，其应用早已突破了传统的双方无线通话功能，除了早就具备的短信和视频通话功能，到现在，已经成为大家随身携带的便携式工具取代了计算机、照相机、录音机、录像机、游戏机、电子书；网上冲浪工具取代了电视机、影碟机、CD机、报纸、杂志；金融工具去进行金融和资金管理完成各种支付功能；商务工具去进行网上销售和网购；社交工具去进行网上交友和交流；旅游工具进行导航方便大家驾车旅游及机票、车票、旅店的查询、预订；餐饮、休闲和娱乐指南等等，手机的重要性不言而喻。
在手机的安全设计和使用上，除了电气安全中的防触电，以及手机电池的防起火爆炸外，手机防雷击浪涌设计是否到位也是非常重要的：若设计不到位，手机充电时，可能会因交流市网感应雷击而损坏，手机电池也可能因此过压起火爆炸，若用户一边充电一边使用手机，也可能会因此遭受雷击而出现人身伤亡事故。
1.1 手机EMC检测标准手机的雷击浪涌防护性能一直是手机电磁兼容检测标准中的重要一项。
国家手机检测和CCC认证的电磁兼容标准有: GB/ T 22450.1-2008《900/1 800 MHz TDMA 数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性限值和测量方法第1部分：移动台及其辅助设备》、GB/T 19484.1-2013 《800 MHz/2 GHz cdma2000数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法第1部分：用户设备及其辅助设备》、YD/ T 1592.1-2012 《2 GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法第1部分：用户设备及其辅助设备》、YD/T 1595.1-2012 《2 GHz WCDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法第1部分：用户设备及其辅助设备》、YD/T 2583.14-2013 《蜂窝式移动通信设备电磁兼容性能要求和测量方法第14部分：LTE用户设备及其辅助设备》。
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。
esd静电管类型
ESD静电管（Electrostatic Discharge Protection Devices）是用于电子设备中保护电路免受静电损害的器件。
根据其工作原理和应用，ESD静电管有多种类型，以下是一些常见的类型：
1. 瞬态电压抑制二极管（TVS Diodes）：这是一种特殊的晶体二极管，能够在遇到瞬态电压时提供低阻抗路径，从而保护电路不受损坏。
TVS二极管具有快速响应时间和高浪涌电流能力，常用于电子设备的端口保护，如USB端口、HDMI 端口等。
2. 半导体放电管（Semiconductor ESD Protection Devices）：这类器件利用半导体材料的击穿机制来提供静电放电通路。
它们通常具有较低的电容和更快的响应速度，适用于高速数据线路和微波电路的ESD保护。
3. 金属氧化物压敏电阻（MOV Diodes）：MOV二极管是一种特殊的电阻器件，能够在遇到瞬态电压时提供高阻抗，从而限制电流并防止电路受损。
这种器件常用于电源系统和总线系统的ESD保护。
4. 气体放电管（Gas Discharge Tubes）：这类器件利用气体放电原理来提供静电放电通路。
它们通常具有较高的电容和较慢的响应速度，适用于低频、大电流和高电压的应用场景，如电源系统和电机控制系统的ESD保护。
此外，还有一些特殊的ESD静电管，如结型静电保护二极管（Junction ESD Protection Devices）和场效应管（Field-Effect Transistors），这些器件也广泛应用于电子设备的ESD保护中。
在选择合适的ESD静电管时，需要根据具体的应用场景和电路需求进行考虑，如电压等级、电流等级、响应速度、电容值等因素。
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%。
目录产品详细内容介绍 (5)1.瞬态电压抑制二极管/静电保护元件（TVS/ESD） (5)2.金属氧化物压敏电阻（MOV） (8)3.半导体放电管（TSS） (10)4.气体放电管（GDT/SPG） (15)5.自恢复保险丝PPTC (18)附录A . 波形参数 (20)产品基本选型应用 (22)1.产品分类 (22)2.产品应用规则 (22)3.常见方案设计及分析 (23)产品详细内容介绍1.瞬态电压抑制二极管/静电保护元件（TVS/ESD）TVS(Transient Voltage Suppressors)，瞬态抑制二极管，采用标准的半导体工艺制成的PN结结构器件。
应用时，反向并联于电路中，泄放瞬态浪涌等过电压，同时把电压箝制在预定水平。
单向和双向TVS的I-V特性如图1.1、图1.2所示，从图中可以看出TVS特性类似于二极管，在击穿电压V BR以下，流过TVS两端的电流很小（μA级），当电压高于击穿电压V BR，TVS的电流以指数规律增加。
表1.1为TVS规格参数。
图1.1 单向TVS伏安特性图1.2 双向TVS伏安特性表1.1 TVS参数1.1V RWM ，I RV RWM ，截止电压，即TVS的最大工作电压，在V RWM下，TVS认为是不工作的，即是不导通的。
I R，TVS截止电压下流过TVS两端的电流，即待机电流，I R应该在规定值范围内。
V RWM和I R测试回路如图1.3所示，对TVS两端施加电压值为V RWM，从电流表中读出的电流值即为TVS的漏电流I R，其中虚线框表示单向TVS测试回路。
对于SMAJ5.0A，当加在TVS两端的电压为5V DC 时，TVS的漏电流应小于800μA。
1.2V BR击穿电压，一般在规定的电流下测得的TVS两端的电压。
对于低压TVS，由于漏电流较大，所以测试电流选取的I T较大，如SMAJ5.0A，测试电流I T选取10mA。
V BR测试电路如图1.4所示，使用脉冲恒流源对TVS施加I T大小的电流时，读出TVS两端的电压则为击穿电压。
玻璃气体放电管：有轴向引线封装(通流量大)，也有SMD封状(通流量小，合适高频信号线防雷)。
陶瓷气体放电管：2RM090M-8(耐压72-110V)、10KA
VR(压敏电阻)：为MOV结构，即金属-氧化物(氧化锌)可变电阻。
通流量，价格便宜，缺点是寄生电容大，结面积越大(即体积越大)，通流量越大；厚度越大，钳位电压越大。
因此，寄生电容与通流量成正比、与钳位电压成反比，因此低压大通流量压敏电阻的寄生电容很大(最多可以用在电话线路中)，不适合作为高频信号线(如RS232、RS485总线)的防雷元件。
由于VR压敏电阻击穿后，可能造成短路，危及人身安全，因此也不宜将压敏电阻用在电网AC 交流共模防雷电路中(只能使用气体放电管)。
由于VR器件参数的分散性，不宜通过并联方式提高通流量。
