壓敏電阻的特性及工作原理

壓敏電阻（MOV）是一種典型的鉗位型過壓器件，其工作原理基于其非線性特性。當過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩端時，壓敏電阻能夠?qū)㈦妷恒Q位到一個相對固定的電壓值，從而實現(xiàn)對后級電路的保護。

壓敏電阻的主要參數(shù)

1.壓敏電壓（U1mA）

指在壓敏電阻上通過1mA直流電流時所對應(yīng)的電壓值。當電壓達到或超過這個值時，壓敏電阻由高阻態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥钁B(tài)，開始發(fā)揮其過電壓保護的作用。

2.通流容量（Flow capacity）

在規(guī)定的條件（如規(guī)格書8/20μs波形）下，允許通過壓敏電阻的最大脈沖電流峰值。一般在1000A左右，峰值電流承受能力較大，但比氣體放電管小。

3.結(jié)電容（Junction capacitance）

壓敏電阻具有較大的結(jié)電容，容量在10000pF左右，結(jié)電容大，使得在交流電源系統(tǒng)中會產(chǎn)生漏電流，也不宜應(yīng)用在高頻信號線路中。

4.響應(yīng)時間（response time）

壓敏電阻的響應(yīng)時間在ns級，比空氣放電管快。需要注意的是，壓敏電阻的峰值電流承受能力雖然較大，但箝位效果較差，箝位電壓會比較高。同時，由于箝位吸收引起的發(fā)熱會使得其本身結(jié)構(gòu)受損，浪涌沖擊次數(shù)的增加，其漏電流會增大，因此壽命較短。在選型時，應(yīng)根據(jù)輸入電壓的穩(wěn)定性選擇合適的耐壓值。

氣體放電管的特性及工作原理

氣體放電管（GDT）又稱陶瓷氣體放電管，其主要成分是惰性氣體。當兩端電壓達到擊穿電壓時，放電管兩極迅速短路導(dǎo)通，讓浪涌電流快速通過從而達到保護的作用。

氣體放電管的主要參數(shù)包括

1.直流擊穿電壓（DC spark-over voltage）

在dv/dt≤100V/s電壓波形的條件下，測得的擊穿電壓，一般是一個電壓區(qū)間。受保護設(shè)備的正常工作電壓要保證低于氣體放電管的直流擊穿電壓最小值，且有一定余量。

2.沖擊（或浪涌）擊穿電壓（Impulse spark-over voltage）

設(shè)備工作在一個高上升率（1kV/μs，或100 V/μs）電壓波形時測得的擊穿電壓，一般是一個電壓區(qū)間，它代表一般防護時的擊穿電壓。

3.絕緣電阻（Insulation resistance）

GDT的絕緣電阻非常高，可達到千兆歐姆的量級，如規(guī)格書標注為1GMΩ（min），可以確保它在惡劣環(huán)境中的可靠性。

4.響應(yīng)時間（response time）

GDT響應(yīng)時間一般為幾百ns甚至μs，是保護器件中速度最慢的，因為氣體放電需要一個過程。需要注意的是，GDT存在續(xù)流電壓特性，當氣體放電管導(dǎo)通后，可以被一個較低的電壓維持在導(dǎo)通狀態(tài)。如果它防護的電路兩端電平較高，那么在響應(yīng)一次后持續(xù)短路會燒掉，這個續(xù)流電壓通常為十幾到二十幾伏，所以氣體放電管不能單獨用在交流線之間或直流電壓過高的地方。

壓敏電阻與氣體放電管同時存在的原因

1.性能互補

壓敏電阻響應(yīng)速度快、非線性特性好、通流容量大，可以及時對電氣設(shè)備進行保護；而氣體放電管常用于多級保護電路中的第一級或前兩級，起泄放雷電瞬時過電流和限制過電壓的作用。二者串聯(lián)使用可以優(yōu)勢互補，降低崩潰電壓值，優(yōu)化保護效果。

2.減少泄露電流

氣體放電管可以阻斷系統(tǒng)正常工作時壓敏電阻中的泄漏電流，減緩壓敏電阻性能的劣化。從而延長壓敏電阻的使用壽命。金鑒實驗室在進行試驗時，嚴格遵循相關(guān)標準操作，確保每一個測試環(huán)節(jié)都精準無誤地符合標準要求。

3.增強保護

氣體放電管在輝光放電區(qū)所需電壓很大，基本不存在續(xù)流問題，而壓敏電阻的非線性特性可以很好地抑制續(xù)流問題。二者串聯(lián)使用可以進一步增強電路的保護能力，有效應(yīng)對雷擊、電壓浪涌等瞬態(tài)過電壓的沖擊。

4.降低限幅電壓值

使用導(dǎo)通電壓較低的壓敏電阻與氣體放電管串聯(lián)可以降低限幅電壓值，從而提供更精確的電路保護。