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半导体放电管，作为电子领域中的关键元件，其工作原理、特性及选型方法，对于保障电子系统的稳定运行至关重要。

贴片半导体放电管

半导体放电管是一种电压开关型瞬态抑制二极管，也称固定放电管、浪涌抑制晶闸管，是一种采用半导体工艺制成的PNPN结四层结构器件。是根据可控硅原理采用离子注入技术生产的一种新型保护器件，具有精确导通、快速响应、浪涌吸收能力强，双向对称、可靠性高等特点。

半导体放电管，也被称为TSS（Thyristor Surge Suppressors）或浪涌抑制晶闸管，是一种基于半导体工艺制造的四层结构器件，其结构类似于晶闸管，并展现出典型的开关特性。在电路中，它通常以并联的方式接入，以确保在正常工作状态下保持截止。然而，一旦电路中出现由感应雷、操作过电压等引发的异常过电压，该放电管会迅速导通，从而释放由异常过电压导致的过电流，有效保护后端设备免受其害。当异常过电压消失后，半导体放电管将自动恢复至截止状态。

典型双向半导体放电管纵结构示意图

半导体放电管具有以下显著特点：

精确的导通击穿电压，其反向截止电压范围广泛，可达6V-600V。

响应速度极快，小于1nS，确保在异常情况下能够迅速做出反应。

在8/20μs波形下，其通流量高达几百安培，满足大电流放电需求。

结电容低，电容值维持在几十皮法至一百多皮法之间，有利于提高电路的稳定性。

漏电流极小，通常为几微安甚至零点几微安，进一步降低功耗。

提供多种封装形式，如插件、贴片、阵列式等，满足不同的安装需求。

TSS开关特性包含四个区域：断态区、击穿区、负电阻区和通态区。

半导体放电管伏安特性和开关特性

断态区

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。断态电流包含反向电流和所有表面漏电流，在该区可施加反向截止电压和测量TSS的漏电流。

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。该区域是一个动态状态，TSS管正反馈随时间而增加导致电流增加，这引起TSS两端的电压降低，直至达到通态状态。

负阻效应

也被称为负微分电阻效应，是指某些电路或电子元件在某特定端口电流增加时，电压反而减少的特性。

通态区

通态区是电压-电流特性的低电阻、高电流部分。在通态状态时，完全正反馈的晶闸管通过的电流产生最低电压降。刚好维持通态的最小电流定义为维持电流低于该电流会导致TSS关断。

TSS特性图

VDRM：反向截止电压，亦被称为断态重复峰值电压，它是指在断态时，所能承受的包含所有直流和重复性电压分量的最高额定瞬时电压。

IDRM：反向最大漏电流，亦被称为断态重复峰值电流，它是在施加断态重复峰值电压VDRM时所产生的峰值断态电流。

IH：维持电流，这是保持晶闸管通态所需的最小电流。

VT：通态电压，在规定的通态电流IT条件下，器件两端的电压。

IT：通态电流，即在通态时，流经器件的电流。

VS：开关电压，它定义为器件在转换进入通态前，于击穿区终点时，器件两端的瞬时电压。

IS：开关电流，这是在开关电压VS条件下流经器件的瞬时电流。

VPP：峰值脉冲电压，指在特定波形下，半导体放电管所能承受的最大峰值脉冲电压。

IPP：峰值脉冲电流，指在特定波形下，半导体放电管所能通过的最大峰值脉冲电流。

在视频信号端口防护应用

TSS在RS232/RS485通讯防护应用

半导体放电管，如TSS系列，在电子领域有着广泛的应用。它们被广泛应用于通信、安防、工业等领域的电子产品中，如电话机、传真机、Modem、XDSL终端、T1/E1接口、仪器仪表及其配线架、RS485/232数据线、以太网、CATV设备等。此外，在安防产品、远程监控以及远程抄表等应用中，也常能看到其身影。

根据电路设计选择合适封装的GDT，GDT器件封装的大小从一定程度上可以反应器件的防护等级大小，一般封装越大的器件耐冲击电流的能力也越强，防护等级也越高。