半導(dǎo)體放電管也稱固態(tài)放電管是一種PNPN元件，它可以被看作一個(gè)無門電極的自由電壓控制的可控硅，當(dāng)電壓超過它的斷態(tài)峰值電壓或稱作雪崩電壓時(shí)，半導(dǎo)體放電管會(huì)將瞬態(tài)電壓箝制到元件的開關(guān)電壓或稱轉(zhuǎn)折電壓值之內(nèi)。電壓繼續(xù)增大時(shí)，半導(dǎo)體放電管由于負(fù)阻效應(yīng)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。只有在當(dāng)電流小于維持電流時(shí)，元件才會(huì)復(fù)位并恢復(fù)到它的高阻抗?fàn)顟B(tài)。

半導(dǎo)體放電管的優(yōu)點(diǎn)包括它的快速響應(yīng)時(shí)間，穩(wěn)定的電氣性能參數(shù)以及長期使用的可靠性。其響應(yīng)速度是氣體放電管的千分之一，而壽命是氣體放電管的10倍以上。半導(dǎo)體放電管是負(fù)阻元件，其能量轉(zhuǎn)移特性使之不會(huì)被高電壓是你壞。這一點(diǎn)是遠(yuǎn)勝于TVS二極管的。另一方面，半導(dǎo)體放電管也能做到較高的浪涌電流和很低的電容值。

半導(dǎo)體放電管主要用作電子通訊和數(shù)據(jù)通訊電路的首級(jí)和二級(jí)過電壓保護(hù)器。

一、半導(dǎo)體放電管的結(jié)構(gòu)和工作原理

1、  半導(dǎo)體放電管是一種雙向二端半導(dǎo)體器件，其內(nèi)部機(jī)構(gòu)與雙向晶閘管十分相似，但沒有觸發(fā)門，是電壓自觸發(fā)器件。它是在單晶片兩面同時(shí)采用平面工藝摻雜同種雜質(zhì)而形成的兩面結(jié)構(gòu)*相同的器件。選用不同的材料和工藝，可以做出各種不同的電壓和電流的放電管。

2、  半導(dǎo)體放電管的工作原理

固體放電管抑制過壓一般靠的是它的擊穿電壓平箝位作用。擊穿電流升至Is值時(shí)，器件迅速進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)近乎短路，通過很大的浪涌電流或脈沖電流，將起到快速消除浪涌的目的。器件具有高電流容量和較大的電流上升率。一般說來雷電干擾的持續(xù)時(shí)間很短（約為幾百微秒），為此要求器件具有放電能力。放電能力的優(yōu)劣通過zui大脈沖電流衡量。電流上升率越大，放電電流越大，放電時(shí)間越短，換句話說，通過電流持續(xù)時(shí)間越短，允許通過的脈沖電流越大。

為確保被保護(hù)設(shè)備上的信號(hào)順利傳送，要求器件還具有較小的寄生電容和較大的電壓上升率耐量。這樣，一方面保證器件反應(yīng)快速，也適應(yīng)像雷電那樣持續(xù)時(shí)間短而高的干擾電壓。另一方面，確保器件不會(huì)因快速電壓變化率產(chǎn)生的結(jié)電容中的位移電流觸發(fā)而誤導(dǎo)通，從而不會(huì)影響被保護(hù)設(shè)備的正常工作。綜上所述，該器件的工作原理是：當(dāng)外加電壓低于Vdrm時(shí)，器件初讀斷開狀態(tài)，使被保護(hù)設(shè)備正常工作；當(dāng)外加電壓高于Vs時(shí)，放電管迅速導(dǎo)通，起到了保護(hù)設(shè)備的作用；當(dāng)外加電壓恢復(fù)正常后，電流能很快下降到低于維持電流的Ih，放電管自然回到斷開狀態(tài)。

半導(dǎo)體放電管工作狀態(tài)如同一個(gè)開關(guān)。在斷開狀態(tài)下，其漏電流Idrm極小，不會(huì)影響與其并聯(lián)的被保護(hù)電路的正常工作。當(dāng)瞬間過電壓超過其斷態(tài)峰值電壓Vdrm時(shí)，產(chǎn)生瞬間雪崩效應(yīng)，一旦瞬間電流超過開關(guān)電流Is，其電壓即降為導(dǎo)通電壓Vt，大量的瞬間浪涌電流就此旁路而因保護(hù)了并聯(lián)的敏感電子線路。浪涌之后，當(dāng)電力降到zui小維持電流Ih值之下時(shí)，半導(dǎo)體放電管自然恢復(fù)，回到其阻斷狀態(tài)。

隨著SIDACtor上的電壓增加并超過器件的Vdrm值，穿過*PN結(jié)的電子區(qū)域?qū)⑦_(dá)到足以引起雪崩倍增效應(yīng)的值。當(dāng)雪崩倍增效應(yīng)發(fā)生時(shí)，器件的阻抗開始減小，電流開始增大，直到SIDACtor的電流增益超過一定值，此時(shí)，SIDCtor開關(guān)會(huì)從高阻狀態(tài)轉(zhuǎn)到低阻狀態(tài)，一直到流過它的電流減小到維持電流Ih之下。

負(fù)阻元件的保護(hù)機(jī)理是當(dāng)電壓上升到一定值時(shí)，其從高阻狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，利用自身旁路了外部強(qiáng)力能量，使過電壓不能到達(dá)被保護(hù)的電路。其導(dǎo)通電壓值小于5v，因而大部分瞬態(tài)能量消耗在電路的阻抗元件上，而不是消耗在被保護(hù)的線路或負(fù)阻元件上。換句話說，負(fù)阻元件在此過程中起到了能量轉(zhuǎn)移的作用，這使得負(fù)阻元件能夠承受更高的能量并經(jīng)歷比箝位元件（比如說TVS二極管）更長的時(shí)間。典型的負(fù)阻型過電壓保護(hù)元件有半導(dǎo)體放電管和氣體放電管