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常见的几种电压限制元件及工作特性

1）气体放电管（GDT）

气体放电管采用陶瓷密闭封装，内部由两个或数个带间隙的金属电极，充以惰性气体(氩气或氖气)构成。当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时，气体放电管便开始放电，器件变为短路状态，使电极两端的电压不超过击穿电压。气体放电管一旦导通后，它两端的电压会很低。气体放电管有两极和三极之分，可分别用于线间和线一地间的保护。

气体放电管的特点

a)    优点：承受电流大，绝缘电阻高，漏电流小，寄生电容小。

b)      缺点：点火电压高，残压较高，反应时间慢(≥100 ns)，动作电压精度较低，会慢性漏气、有光敏效应、离散性大。有跟随电流(续流)。若跟随电流的时间较长，会导致放电管触点迅速烧毁，从而缩短放电管的寿命。

2）金属氧化物压敏电阻(MOV)

压敏电阻由金属氧化物(主要是氧化锌)材料组成，属箝位型器件，其特性与两只背对背联接的稳压管非常相似，有着毫微秒级的响应速度。压敏电阻对瞬变信号的吸收能力与其体积成正比：其厚度正比于电压;面积正比于电流。压敏电阻是目前在电子产品中使用最广泛的浪涌抑制器件。当压敏电阻上的电压超过一定幅度时，电阻的阻值大幅度降低，从而将浪涌能量泄放掉。在浪涌电压作用下，导通后的压敏电阻上的电压(一般称为箝位电压)，等于流过压敏电阻的电流乘以压敏电阻的阻值，因此在浪涌电流的峰值处箝位电压达到最高。

压敏电阻的特点：

a) 优点：电压范围很宽，可从几伏到几千伏;吸收浪涌电流可从几十到几千安培，反应速度快，无极性，无续流，峰值电流承受能力较大，价格低。

b) 缺点：钳位电压较高，一般可以达到工作电压的2～3倍;而且，随着受到浪涌冲击次数的增加，漏电流增加;另外，响应时间较长，寄生电容较大。

c) 适用场合：直流电源线、低频信号线，或者与气体放电管串联起来用在交流电源线上。

3）瞬变电压抑制二极管(TVS)

TVS为电压箝位型工作方式，亚纳秒级的响应速度。TVS有多种封装方式，可满足不同场合的需要。当TVS上的电压超过一定的幅度时，器件迅速导通.通过PN结反向过压雪崩击穿将浪涌能量泄放掉。由于这类器件导通后阻抗很小，因此它的箝位电压很平坦，并且很接近工作电压。

瞬变电压抑制二极管的特点

a)    优点：响应时间短，漏电流小，击穿电压偏差小。箝位电压低(相对于工作电压)，动作精度高，无跟随电流(续流)，体积小，每次经受瞬变电压后其性能不会下降，可靠性高。

b)      缺点：由于所有功率都耗散在二极管的PN结上，因此它所承受的功率值较小，允许流过的电流较小。一般的TVS器件的寄生电容较大，如在高速数据线上使用。要用特制的低电容器件，但是低电容器件的额定功率往往较小。

c)适用场合：浪涌能量较小的场合。如果浪涌能量较大。要与其它大功率浪涌抑制器件一同使用，则把它作为后级防护。