半导体放电管维持电流的研究
放电管工作原理
放电管工作原理
放电管是一种通过放电产生光或电的装置，它的工作原理主要是通过控制电流和电压来实现放电效果。
放电管内部通常包含两个电极，即正极和负极。
当外部施加电压时，电子会从负极流向正极，形成电流。
在正常情况下，电子在电流通过的过程中并不发生放电现象。
然而，当电压超过放电管的击穿电压时，放电现象就会发生。
这是因为当电压达到一定程度时，电子会获得足够的能量突破正极与负极之间的电荷屏障，从而产生能量释放的现象。
这个过程就是放电。
在放电过程中，放电管会产生巨大的电流和电压峰值。
这些能量以光的形式释放出来，形成明亮而稳定的光点或光弧。
典型的例子是氖灯、氙灯和闪光灯等设备中使用的放电管。
总的来说，放电管的工作原理是通过对电流和电压施加控制，超过击穿电压时，电子获得能量，并以光的形式释放出来。
这种现象在放电管中得到充分利用，使其成为一种重要的光电转换装置。
放电管特性及选用
放电管特性及选用吴清海放电管的分类放电管要紧分为气体放电管和半导体放电管，其中气体放电管由烧结的材料不同分为玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管，玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管具有相同的特性。
气体放电管要紧有密封的惰性气体组成，由金属引线引出，用陶瓷或是玻璃进行烧结。
其工作原理为，当加在气体放电管两头的电压达到气体电离电压时，气体放电管由非自持放电过度到自持放电，放电管呈低阻导通状态，能够刹时通过较大的电流，气体放电管击穿后的维持电压能够低到30V之内。
气体放电管同流量大，但动作电压较难操纵。
半导体放电管由故态的四层可控硅结构组成，当浪涌电压超过半导体放电管的转折电压V BO时放电管开始动作，当放电管动作后在返送装置，的作用下放电管两头的电压维持在很低（约20V以下）时就能够够维持其在低阻高通状态，起到吸收浪涌爱惜后级设备的作用。
半导体放电管的爱惜机理和应用方式和气体放电管相同。
半导体放电管动作电压操纵精准，通流量较小。
放电管动作后只需要很低的电压即可维持其低阻状态，因此放电管属于开关型的SPD。
当正常工作时放电管上的漏电流可忽略不计；击穿后的稳固残压低，爱惜成效较好；耐流能力较大；在利用中应注意放电管的续流作用遮断，在适当场合中应有有效的续流遮断装置。
气体放电管气体放电管：气体放电管由封装在小玻璃管或陶瓷管中相隔必然距离的两个电极组成；其电气性能要紧取决于气体压力，气体种类，电极距离和电极材料；一样密封在放电管中的气体为高纯度的惰性气体。
放电管要紧由：电极、陶瓷管(玻璃管)、导电带、电子粉、Ag-Cu 焊片和惰性气体组成。
在放电管的两电极上施加电压时，由于电场作用，管内初始电子在电场作用下加速运动，与气体分子发生碰撞，一旦电子达到必然能量时，它与气体分子碰撞时发生电离，即中性气体分子分离成电子和阳离子，电离出来的电子与初始电子在行进进程中还要不断地再次与气体分子碰撞发生电离，从而电子数按几何级数增加，即发生电子雪崩现象，另外，电离出来的阳离子也在电场作用下向阴极运动，与阴极表面发生碰撞，产生二次电子，二次电子也参加电离作用，一旦知足： r(ead-1)=1 时放电管由非自持放电过渡到自持放电，管内气体被击穿，放电管放电，现在放电电压称为击穿电压Vs。
半导体放电管和tvs管
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。
基础知识-热敏电阻,半导体放电管
圖2.高分子PTC熱敏電阻的使用電路圖
當電路正常工作時，熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小，串聯在電路中不會阻礙電流通過；而當電路因故障而出現過電流時，熱敏電阻由於發熱功率增加導致溫度上升，當溫度超過開關溫度（Ts，見圖1）時，電阻瞬間會變得很大，把電路中的電流限制到很低的水平。此時電路中的電壓幾乎都加在熱敏電阻兩端，因而可以起到保護其他元件的作用。當人爲切斷電路排除故障後，熱敏電阻的阻值會迅速恢復到原來的水平，電路故障排除後，熱敏電阻無需更換而可以繼續使用。圖3爲熱敏電阻對交流電路保護過程中電流的變化示意圖。熱敏電阻動作後，電路中電流有了大幅度的降低，圖中t爲熱敏電阻的動作時間。由於高分子PTC熱敏電阻的可設計性好，可通過改變自身的開關溫度（Ts）來調節其對溫度的敏感程度，因而可同時起到過溫保護和過流保護兩種作用，如KT16－1700DL規格熱敏電阻由於動作溫度很低，因而適用於鋰離子電池和鎳氫電池的過流及過溫保護。
iv.電流容量大。
v.裝置本身電容較小，有利於降低信號損失。
2.半導體放電管和其他瞬間過電壓保護器件的比較。
表1.半導體放電管和其他瞬間過電壓保護器件的比較
半導體放電管
氣體放電管
壓敏電阻
TVS二機管
保護方式
負阻
負阻
箝位
箝位
原理
固態四層可控矽結構
氣體電離導電
類似雪崩二極體的混合體
雪崩二極體
回應時間
< 1ns
圖5.熱敏電阻動作特性曲線
圖4維持電流、動作電流與溫度的關係
高分子PTC熱敏電阻動作後的恢復特性
高分子PTC熱敏電阻由於電阻可恢復，因而可以重復多次使用。圖6爲熱敏電阻動作後，恢復過程中電阻隨時間變化的示意圖。電阻一般在十幾秒到幾十秒中即可恢復到初始值1.6倍左右的水平，此時熱敏電阻的維持電流已經恢復到額定值，可以再次使用了。一般說來，面積和厚度較小的熱敏電阻恢復相對較快；而面積和厚度較大的熱敏電阻恢復相對較慢。
实验11 半导体二极管伏安特性的研究综述
实验3 半导体二极管伏安特性的研究世界上的物质种类繁多，但就其导电性能来说，大体上可分为导体、绝缘体和半导体三类。
某些物质，如硅、锗等，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间，被称为半导体。
半导体之所以引起人们极大的兴趣，原因并不在于它具有一定的导电能力，而在于它具有许多独特的性质。
同一块半导体材料，它的导电能力在不同的条件下会有非常大的差别，比如，在很纯的半导体中掺入微量的其他杂质，它的导电性能将有成千上万倍地增加，并且可以根据掺入杂质的多少来控制半导体的导电性能。
人们正是利用半导体的这种独特的性质做出了各种各样的半导体器件。
本实验通过对常用的半导体器件—二极管特性的研究，了解PN结的特性、结构和工作原理，并测量二极管的部分参数。
【实验目的】1、了解PN结产生的机理和它的作用。
2、学习测量二极管伏安特性曲线的方法。
3、通过实验，加深对二极管单向导电特性的理解。
【仪器用具】HG61303型数字直流稳压电源、GDM-8145型数字万用表、滑线变阻器、FBZX21型电阻箱、C31-V型电压表、C31-A型电流表、FB715型物理设计性实验装置、可调电阻及导线若干、普通二极管、发光二极管、稳压二极管等【实验原理】1.电学元件的伏安特性在某一电学元件两端加上直流电压，在元件内就会有电流通过，通过元件的电流与其两端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。
一般以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压-电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下，通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比，即其伏安特性曲线为一通过原点的直线，这类元件称为线性元件，如图3-1的直线a。
至于半导体二极管、稳压管、三极管、光敏电阻、热敏电阻等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安特性为一曲线，这类元件称为非线性元件，如图3-1的曲线b、c。
伏安法的主要用途是测量研究非线性元件的特性。
半导体放电管检测及测试方法
半导体放电管检测要求及测试方法1 本要求遵循的依据1.1YD/T940—1999《通信设备过电压保护用半导体管》1.2YD/T694—1999《总配线架》1.3GB/T2828.1—2003/ISO 2859—1：1999《计数抽样检验程序》2 测试前准备及测试环境条件2.1对测试设备进行校验，检查是否正常，正常后才能使用。
2.2在标准大气条件下进行试验2.2.1温度：15～35℃2.2.2相对湿度：45％～75％2.2.3大气压力：86～106Ｋpa所有的电测量以及测量之后的恢复应在以下大气条件下进行：温度：25±5℃相对湿度：45％～75％大气压力：86～106Ｋpa在进行测量前应使半导体管温度与测量环境温度达到平衡，测量过程的环境温度应记录在试验报告中。
2.3按GB/T2828.1—2003《计数抽样检验程序》的规定。
按一定抽样正常方案，一般检查水平Ⅱ，抽取一定数量的样本。
3 检测要求和测试方法3.1外形检查3.1.1要求放电管两头封口平直无歪斜，外形整洁，无污染、腐蚀和其他多余物，封装无破损、裂纹、伤痕、引出线不短裂、不松动。
3.1.2金属镀层不起皮、不脱离、不生锈、不变色。
3.1.3外形尺寸公差符合SJ1782—81中4级公差，即公称尺寸＞3—6，其公差为±0.1，公称尺寸＞6—10，其中公差为±0.12，合格率要达到≥97.5%。
3.1.4产品标志应清晰耐久3.1.5包装箱应标记生产厂家、产品名称、型号、标准号、重量及生产日期或批号，且包装材料应保持干燥、整洁、对产品无腐蚀作用3.2直流击穿电压测试3.2.1用XJ4810半导体管特性图示仪对经过上一项目测试合格的放电管进行初始检测，用正极性测试后进行反极性测试，正、反极性各测2次，每次测试间隔时间为1～2min。
3.2.1半导体管的最高限制电压应不大于表１给出的极限值，试验电流应在1A～10A之间试验是加在半导体管上的电流变化率应≤30A/μs。
小功率半导体激光二极管的稳定控制及其在原子实验中的应用_百度(精)
10・激光器件与元件・《激光杂志》2003年第24卷第5期LASER JOURNA L (V ol. 24. N o. 5. 2003小功率半导体激光二极管的稳定控制及其在原子实验中的应用孙番典杨世琪刘琼发(华南师范大学物理系, 广州510631提要:介绍一种高稳定的半导体激光二极管恒温、稳流控制方式。
使用该方式电路, 10-5, 温度波动优于10-4。
并介绍高稳定半导体二极管激光在原子超精细跃迁线形吸收谱和塞曼相干共振谱观测中的应用。
关键词:半导体激光二极管, 恒温稳流, 线性吸收谱线, 塞曼相干共振谱线A stabilite control method for low pow er semiconductor laser it ’s experimentsSun Fandian Yang Shiqi (S outh China N ormal ,GAbstract :Introduceda set of high stable control circuits for case of iconductor laser diode. Using the circuits ,the fluctu 2ation of injection current is 10-5and the fluctuation of perature better 10the room tem perature. An application of the diode laser in atom ic experiments als o be introduced.K ey w ords :sem,tem ,linear abs orb spectrum line ,Z eeman coherent res onance spectrum line1引言Ξ值, 可置半导体激光二极管工作于不同的注入电流值。
将可调基准电压与流经半导体激光二极管的注入电流回路的取样放大信号电压一起输入比例放大器, 由比例放大器的输出控制场效应调整管的门电极(栅极。
半导体放电管TSS的概述以及选用方法
半导体放电管TSS的介绍以及应用领域概述：半导体放电管TSS是基于开关型晶闸管原理和结构的一种二端负阻器件，用于保护敏感易损的集成电路，使之免受瞬间雷电和过电压的冲击而造成的损坏。
高端的固体放电管产品采用了先进的离子注入技术和玻璃钝化工艺，产品具有准确导通、响应速度快、浪涌吸收能力强、可靠性高、稳定性强等特点。
应用领域：由于半导体放电管的开关特性和稳定性等产品优势，因此被广泛应用于交换机、电话机、传真机、配线架、XDSL、ADSL、G-PON、通讯接口、通讯发射设备等一切需要过电压保护的领域，以保护其后端的芯片免受瞬态过电压的冲击和破坏。
在当今世界微电子及通讯设备高速发展的今天，半导体放电管已经成为通讯和消费类电子行业过压保护的首选分立器件。
半导体放电管的正确选用方法：1、反向击穿电压VBR必须大于被保护电路的最大工作电压。
如在POTS应用中，最大振铃电压(150V)的峰值电压(150*1.41=212.2V)和直流偏压峰值(56.6V)之和为268.8V，所以应选择VBR大于268.8V的器件。
又如在ISDN应用中，最大DC电压(150V)和最大信号电压(3V)之和为153V，所以应选择VBR大于153V的器件。
2、转折电压VBO必须小于被保护电路所允许的最大瞬间峰值电压。
3、若要使半导体放电管通过大的浪涌电流后自复位，器件的维持电流IH必须大于系统所能能提供的电流值。
即：IH(系统电压/源阻抗)。
4、最大瞬间峰值电流IPP必须大于通讯设备标准的规定值。
如FCC Part68A类型的IPP应大于100A；Bellcore 1089的IPP应大于25A。
5、半导体放电管处于导通状态(导通)时，所损耗的功率P应小于其额定功率Pcm，Pcm=KVT*IPP，其中K由短路电流的波形决定。
对于指数波，方波，正弦波，三角波K值分别为1.00，1.4，2.2，2.8。
本文由深圳市瑞隆源电子有限公司提供，专业制造各种防雷器，避雷器，放电管，陶瓷气体放电管等。
半导体放电管
一半导体放电管的应用概述半导体放电管是一种微型化、高频化和高可靠性的特殊新型电力电子半导体器件，它的结构是一种五层双端对称双向晶闸管，导通与关断只由外加电压或dv/dt决定，因此在线路的在线保护方面有着优越的性能而广泛地应用于通信电路系统中作为雷电浪涌保护器。
目前，完全由它代替气体放电管，用来保护程控交换机、电话机等免遭雷电和交流电源线感应的强脉冲干扰，是理想的换代产品。
管子的漏电流极小，相当于断路；当外电压继续加大时，开始发生击穿（类似与二级管）；外电压进一步加大后，管子两端变成通态，相当于短路，可泄放大的电流；当外电压撤去以后，管子可恢复断态，能重复使用且双向结构及电参数一致，可以泄放双向的过电压。
对称的伏安特性曲线如图一：图一半导体放电管的电路符号如图2：半导体吸收雷电浪涌示意如图3：图 2图 6对于低于200伏左右（振铃电路可能产生一百五六十伏的电压，在此正常工作电压下放电管应不动作）的电压，固体放电管不动作（对应参数：不动作电压），相当于断路（对应参数：绝缘电阻）外界引入的过电压经一级保护后，到达B点时最高只有两三百伏（对应固体放电管的最高限制电压），此电压经过二级保护区后到达D点后只有五六十伏，不会对用户接口卡造成损坏。
二级保护可以由低压放电管（标称58伏）构成，也可以由专用的二级保护电路来实现。
对电信终端的损害。
图7为二极管DO－15轴式封装的固体放电管示意图图8为外形图图8 图7二半导体放电管芯片的结构及原理半导体放电管的芯片结构如图8、平面图形如图9图8 图9 (表面金属EB短路)从结构可以分解如图10从上图可以看出，五层双端结构的半导体放电管芯片可以看作是两个无门极的晶闸管的组合，而每个晶闸管又可以看作是两个互相作用的三级管的组合。
在此,简要介绍一下晶闸管的导通条件如图10中的电路图所示：档门极施加触发电流IG时，经晶体管V2放大为电流IC2，又可将IC2视为V1管的基极电流，经V1管放大为电流IC1。
[说明]半导体放电管和气体放电管的基础知识
![[说明]半导体放电管和气体放电管的基础知识](https://img.taocdn.com/s3/m/d69b0747302b3169a45177232f60ddccda38e634.png)
半导体放电管和气体放电管的基础知识气体放电管的结构及特性开放型气体放电管放电通路的电气特性主要取决于环境参数，因而工作的稳定性得不到保证。
为了提高气体放电管的工作稳定性，目前的气体放电管大都采用金属化陶瓷绝缘体与电极进行焊接技术，从而保证了封接的外壳与放电间隙的气密性，这就为优化选择放电管中的气体种类和压力创造了条件，气体放电管内一般充电极有氖或氢气体。
气体放电管的各种电气特性，如直流击穿电压、冲击击穿电压、耐冲击电流、耐工频电流能力和使用寿命等，能根据使用系统的要求进行调整优化。
这种调整往往是通过改变放电管内的气体种类、压力、电极涂敷材料成分及电极间的距离来实现的。
气体放电管有二极放电管及三极放电管两种类型。
有的气体放电管带有电极引线，有的则没有电极引线。
从结构上讲，可将气体放电管看成一个具有很小电容的对称开关，在正常工作条件下它是关断的，其极间电阻达兆欧级以上。
当浪涌电压超过电路系统的耐压强度时，气体放电管被击穿而发生弧光放电现象，由于弧光电压低，仅为几十伏，从而可在短时间内限制了浪涌电压的进一步上升。
气体放电管就是利用上述原理来限制浪涌电压，对电路起过压保护作用的。
随着过电压的降低，通过气体放电管的电流也相应减少。
当电流降到维持弧光状态所需的最小电流值以下时，弧光放电停止，放电管的辉光熄灭。
气体放电管主要用来保护通信系统、交通信号系统、计算机数据系统以及各种电子设备的外部电缆、电子仪器的安全运行。
气体放电管也是电路防雷击及瞬时过压的保护元件。
气体放电管具有载流能力大、响应时间快、电容小、体积小、成本低、性能稳定及寿命长等特点;缺点是点燃电压高，在直流电压下不能恢复截止状态，不能用于保护低压电路，每次经瞬变电压作用后，性能还会下降。
半导体放电管也称固体放电管是一种PNPN元件，它可以被看作一个无门电极的自由电压控制的可控硅，当电压超过它的断态峰值电压或称作雪崩电压时，半导体放电管会将瞬态电压箝制到元件的开关电压或称转折电压值之内。
tss半导体放电管的原理及应用
TSS半导体放电管的原理及应用1. 引言TSS（Thyratron silicon switch）半导体放电管是一种采用半导体材料制造的放电开关元件，具有高速开关速度和高可靠性的特点。
本文将介绍TSS半导体放电管的原理和应用。
2. TSS半导体放电管的原理TSS半导体放电管的工作原理与普通的电子管放电原理有所不同。
其主要原理如下：•半导体材料的导电特性：TSS半导体放电管采用的是半导体材料，半导体材料在特定条件下具有导电特性。
在正向电压施加时，半导体中的载流子被激活，电流流过材料。
而在反向电压施加时，半导体中的载流子被阻挡，电流无法通过。
这种正反向导电特性使得TSS半导体放电管能够控制电流的通断。
•放电触发器：TSS半导体放电管内部集成了放电触发器，它可以通过外部信号激活，从而引起半导体材料的导电和非导电状态之间的转变。
放电触发器可以使TSS半导体放电管迅速开关，实现半导体放电。
3. TSS半导体放电管的应用TSS半导体放电管具有高速开关速度、高可靠性和小尺寸等优点，因此在许多领域得到了广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：3.1 激光设备TSS半导体放电管可用于激光设备中的高压驱动电路，它可以实现高速开关，提供稳定的电流输出，适用于激光器的脉冲调制。
3.2 脉冲电源TSS半导体放电管在脉冲电源中起到关键作用。
通过控制TSS半导体放电管的导电和非导电状态，可以实现脉冲电源的稳定输出。
3.3 医疗设备TSS半导体放电管可以应用于医疗设备中的高压驱动电路，如医用激光器和高频电刀。
通过TSS半导体放电管的开关控制，可以实现高精度的功率调节和脉冲输出。
3.4 工业设备TSS半导体放电管可以用于工业设备中的电源开关和控制电路，如电焊机、高频设备等。
其高速开关和高可靠性的特点使得工业设备更加稳定和高效。
3.5 军事应用TSS半导体放电管在军事科技领域具有广泛的应用。
它可以用于脉冲激光器、雷达装置等电路中，提供稳定的脉冲输出和高速开关功能。
半导体放电管 npn 自锁
半导体放电管 npn 自锁
半导体放电管是一种用于控制电流的半导体器件。
NPN型的半
导体放电管是由两个N型半导体材料夹着一个P型半导体材料构成的。
当在NPN型半导体放电管中加入适当的电压时，电子会从N型
区域注入到P型区域，同时空穴会从P型区域注入到N型区域，形
成电流。
这种结构可以用来实现自锁功能。
在NPN型半导体放电管中，可以利用正向偏置和负向偏置来实
现自锁功能。
当施加正向偏置时，电流会流过NPN型半导体放电管，使其处于导通状态。
一旦电流开始流动，它会继续流动，即使去掉
了施加的电压，因为电流会维持P型区域和N型区域之间的电荷状态，从而保持导通状态，这就是自锁的原理。
另一种方法是通过负向偏置来实现自锁。
当施加负向偏置时，NPN型半导体放电管处于截止状态，不导电。
但是，一旦有足够的
电压或电流施加到基极，就会使NPN型半导体放电管进入导通状态。
一旦进入导通状态，它也会维持这种状态，即使去掉了施加的电压，从而实现自锁。
总的来说，NPN型半导体放电管可以通过适当的正向偏置或负
向偏置来实现自锁功能。
这种功能在电子电路中有着广泛的应用，例如在开关电路和存储电路中。
希望这个回答能够满足你的需求，如果你有其他问题，欢迎继续询问。
放电管工作原理
放电管工作原理
电管是用来变换，控制电流强度和电压值的一种电子管件。
它是基于
发明者路易斯·斯特拉文斯基（Lewi Stratanovitch）于1902年发明的“管状放电”（tube discharge）原理而发明的。
电管由一个发光体以及
外围的发射电极组成，外围的发射电极被分割成各种形状、大小和材质，
在发射电极之间放入电压，便可实现放电。
当施加高压电压时，会在发射电极之间产生电场，激发发光体中的电子，使其以束流的形式从发射电极发射出来，通过发射电极流入收集电极，形成闭合电路，从而改变电流强度和电压值。
电管可分为两大类：电子管和真空管，其中真空管可以控制电压，而
电子管可以控制电流。
真空管由一个发光体、多个发射电极和一个收集电
极组成，发射电极和收集电极之间由真空空腔隔开；而电子管只有一个发
射电极和一个收集电极，不存在真空空腔，但其电子发射力比真空管要强。
电管有多种应用，它可以用于电力转换、音频信号放大、阀门控制和
平衡器等，其中电力转换的技术是将高压电压转换为低压电压，从而实现
电压变换，达到调节电流强度和电压值的目的。
单晶半导体整流器的电源管理技术研究
单晶半导体整流器的电源管理技术研究摘要：单晶半导体整流器是一种常见的电源管理器件，具有高效、高稳定性和高可靠性等特点。
本文通过对单晶半导体整流器的电源管理技术进行研究，探讨了电源管理技术在提高整流器效率、稳定性和可靠性方面的应用。
文章主要内容包括电源管理技术的分类、工作原理、算法以及在实际应用中的性能与优化等方面的研究。
研究结果表明，电源管理技术是提高单晶半导体整流器性能的关键之一。
关键词：单晶半导体整流器，电源管理技术，效率，稳定性，可靠性1. 引言单晶半导体整流器是一种常见的电源管理器件，广泛应用于各种电力系统中。
其主要功能是将交流电转换为直流电，并对电压、电流进行整流、稳压和保护等处理。
单晶半导体整流器的性能直接影响到整个电力系统的效率和可靠性。
因此，研究电源管理技术对提高整流器性能具有重要意义。
2. 电源管理技术的分类电源管理技术可以根据其功能和应用领域进行分类。
常见的分类方法包括功率因数校正（PFC）、路由选择器技术、电流检测技术、开关技术以及滤波技术等。
这些技术在不同的应用场景中具有不同的优势和适用性。
下面我们分别介绍这些技术的工作原理和应用。
2.1 功率因数校正（PFC）功率因数校正技术是目前最常用的电源管理技术之一。
其主要原理是通过控制输入电流的波形，使得整流器能够更好地适应电力系统的负载需求，提高功率因数。
常见的功率因数校正技术包括有源PFC技术和无功功率因数校正技术。
有源PFC技术通过控制开关管的导通时间，实现对输入电流的控制。
而无功功率因数校正技术则主要通过电容和电感元件进行控制。
功率因数校正技术具有提高电源效率、降低功耗、减少谐波污染等优点，被广泛应用于各个领域。
2.2 路由选择器技术路由选择器技术主要用于多输出电源整流器中，用于选择输出电压和电流的路径。
通过路由选择器技术，可以实现对不同输出电压和电流的精确控制。
常见的路由选择器技术有开关切换器技术、开关磁选择器技术和传感器选择器技术等。
P0080A型放电管的研制
P0080A型放电管的研制摘要：本文简单分析了P0080A放电管参数的影响因素，按照现有生产线水平，将器件设计为平面结构，采用扩散方式形成NPNPN五层两端子结构，并设计了一种“限压环“结构，以解决击穿电压和结电容无法同时满足要求的矛盾。
在此基础上，反复流片试验，优化工艺参数，最终获得完全符合要求的P0080A放电管器件。
这是一种工艺简单、经济实用的方法。
关键词：放电管；限压环；复合钝化1、概述P0080A型放电管为半导体放电管，是一种过压保护器件，具有精确导通、快速响应（响应时间为ns级）、浪涌吸收能力强、双向对称、可靠性高等特点。
和同尺寸的TVS管相比，浪涌能力更强，可在无源电路中替代TVS管使用。
2、器件结构与基本参数P0080A放电管的参数要求如表1和表2。
表1 主要电特性参数表2 额定浪涌参数P0080A放电管利用晶闸管原理制成，当外加电压低于断态电压，器件处于断开状态；当电压超过断态峰值电压，它会将瞬态电压箝制到元件的转折电压以内；电压继续增大，半导体放电管由于负阻效应进入导通状态，这时近似于短路；当外加电压恢复正常，电流下降到小于维持电流，元件自动复位，并恢复到高阻抗状态。
图1是半导体放电管的电特性曲线。
图一放电管电特性曲线3、工艺设计3.1材料的选择硅材料的熔点高、本征载流子浓度低、禁带宽度适中、少子寿命长。
不足之处是它的迁移率较低，会使通态电压较大，关于这一点可由少子寿命长和热特性好来补偿。
此外，N型硅相比P型硅中的少子寿命更长，并可以相对容易地做出深扩散的P型层。
因此，在研制过程中我们选择的是N型硅片，硅片晶向为<111>，这样与硅接触的金属能够均匀地渗入硅片，形成良好的共晶接触。
放电管击穿电压受限于雪崩击穿电压以及两个晶体管的共基极电流增益。
雪崩击穿电压基本上由N基区的电阻率决定，晶体管增益与基区厚度相关。
基于这两项理论的近似计算，硅片电阻率<1Ω•cm，硅片厚度<200um。
半导体放电管TSS的工作原理及选型运用
半导体放电管TSS工作原理及选型运用1.TSS简介半导体过压保护器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（响应时间ns级）、浪涌吸收能力较强、双向对称、可靠性高等特点。
由于其浪涌通流能力较同尺寸的TVS管强，可在无源电路中代替TVS管使用。
但它的导通特性接近于短路，不能直接用于有源电路中，在这样的电路中使用时必须加限流元件，使其续流小于最小维持电流。
半导体过压保护器有贴装式、直插式和轴向引线式三种封装形式。
2.TSS工作原理半导体放电管也称固态放电管是一种PNP元件，当外加电压低于断态电压时，器件处于断开状态；当电压超过它的断态峰值电压时，半导体放电管会将瞬态电压箝制到元件的转折电压内；电压继续增大时，半导体放电管由于负阻效应进入导通状态，这时近乎短路；当外加电压恢复正常，电流能很快下降并低于维持电流，元件自动复位并恢复到高阻抗状态。
3.TSS特性参数①断态电压VRM与漏电流IRM：断态电压VRM表示半导体过压保护器不导通的最高电压，在这个电压下只有很小的漏电流IRM。
②击穿电压VBR：通过规定的测试电流IR（一般为1mA）时的电压，这是表示半导体过压保护器开始导通的标志电压。
③转折电压VBO与转折电流IBO：当电压升高达到转折电压VBO（对应的电流为转折电流IBO）时，半导体过压保护器完全导通，呈现很小的阻抗，两端电压VT立即下降到一个很低的数值（一般为5V左右）。
④峰值脉冲电流IPP：半导体过压保护器能承受的最大脉冲电流。
⑤维持电流IH：半导体过压保护器继续保持导通状态的最小电流。
一旦流过它的电流小于维持电流IH，它就恢复到截止状态。
⑥静态电容C：半导体过压保护器在静态时的电容值。
4.TSS命名规则5.TSS封装及分类半导体过压保护器有贴装式、直插式和轴向引线式三种封装形式。
6.TSS产品特点优点：①击穿（导通）前相当于开路，电阻很大，没有漏电流或漏电流很小；②击穿（导通）后相当于短路，可通过很大的电流，压降很小；③具有双向对称特性。
BS3500N半导体放电管
BS3500N半导体放电管通信应用从语音电话快速向高速宽频设备过度，传统56KMODEM和ADSL带宽不能满足未来的传输要求，因此VDSL正在逐步推广使用。
VDSL的的传输30Mbps以上。
因此对雷击防护器件的结电容提出了更高的要求；同时其变压器的变比由ADSL的4：1变成了VDSL 的1：1左右，所以VDSL雷击耦合到次级的能量比ADSL的大了很多，导致后级被保护电路容易损坏。
因此就要求前级防护器件具有很快的反应速度即低残压。
传统的半导体放电管因为结电容高已不再适合用于电话口保护，而气体放电管的电容虽然低，但其反应速度慢，残压高达800-1000V，不利于二次侧的防护。
因此，浪拓电子针对应用越来越广泛的ADSL、VDSL防护，推出了一款价格适中，性能优越，雷击能力10/700υS1.5KV以上，同时通过UL497B认证的超低结电容半导体放电管。
一、VDSL端口防护方案二、技术参数BS3500N(K)是浪拓电子专门为高速接入设备如VDSL等防护开关发的一款超低结电容产品，这款产品能够满足ITU-T K20/K21差模雷击基本型1.5KV的测试标准，同时＜10pF的结电容也完全可以满足VDSL的传输要求。
三、超低结电容传统半导体放电管结电容都比较高，如果需要做低结电容的产品，必须采用多芯串联的方式进行，但这种方式存在工艺复杂，可靠性低及成本高等缺点，一直无法批量生产。
而浪拓电子推出的超低结电容BS3500N(K)，采用了深度埋层扩散的工艺，大幅度降低单个芯片的结电容到10pF以内，完全可以满足VDSL的应用。
四、雷击能力传统芯片只能满足ITU-TK20/TK21 1.5KV雷击测试标准，而低结电容BS3500N(K)不但能把电容降到常规的40%，而且还大幅度提高耐雷击能力到10/700υS 40ohm 2KV。
五、满足电力线接触试验在IIU-TK20/K21中要求通讯终端设备能过电力线感应试验和电力线碰触试验，其中电力线碰触试验的标准为：Ua.c=230V;t=1.0~900.0S;限流电阻R=10，20，40，80，160，300，600，1000欧姆。
BNC保护之半导体放电管P0080SB
BNC保护之半导体放电管P0080SB
优恩半导体（UN）
方案应用背景
大气层中空气持续的活跃对流现象，易产生雷雨天气
DVR视频走线多布于户外，易遭受到雷击天气的影响
DVR遭受雷击后易产生数据丢失，要求提高防护
方案应用：
电视机
球机设备
机顶盒
数字卫星接收器
球机设备
枪击设备
防护电路图：
产品外观：
方案说明及注意事项：
本方案采用一颗TSS半导体放电管并联在信号线于地线之间，泄放大电流而在后级采用电子R2限流、退藕
该颗TSS的结电容很小，可有效减小对数据传输的影响
同时该方案满足IEC610000-4-5的浪涌防护标准。
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IH=
2ΠV KW 2
Θ2 ln
b a
30
半导体技术 1997 年 4 月第 2 期
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
其中: V K 为结开放电位, V K≈ 015V , W 2 为 P2 基区的厚度, Θ2 为 P2 基区的电阻率。
基区电阻率 8 ·cm 50 30
维持电流 mA 60～ 80 80～ 100
20
120
(2) 制造工艺完全相同, 只是短路点数目 不同, 测量其对维持电流的影响示于表 2。
4 结果讨论
根据实验结果可见依靠改变基区电阻率可
提高维持电流, 但维持电流要达到 150mA 以 上还是困难的。因为提高 P2 基区的掺杂浓度会 导致 Αnpn的减小, 使器件动态特性降低。如电流 上升时间变大, 同时V BO 与V BR 的差值变大, 同 时使放电管导通电流减小降低了器件的电流容
图 1 (a) 半导体放电管 I 2V 特性
(b) 结构示意图
为了提高晶闸管耐压能力, 经常采用短路 发射极为阴极的结构。 而实际上短路点的布置
是各种各样的, 现以一简单模型 (如图 2 所 示) 来讨论维持电流与器件参数的关系。 根据
P 1S1R aderch t 模型分析结果[1], 维持电流 IH 为:
由上式可见, 要提高维持电流有两条路径: ( 1) 减少基区电阻率, 即提高基区掺杂浓度; (2) 改变器件的短路点结构参数, 即增加短路 点的尺寸或增加短路点的个数。 而基区的厚度 与击穿电压有关, 不能轻易变动。
表 2 短路点数目对维持电流的影响
短路点数目 个 18
维持电流 mA 80～ 100
(收稿日期 19960429)
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© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
Hale Waihona Puke 量。 这都是我们所不希望的。 改变短路点的尺
寸, 增加短路点的数目, 对维持电流几乎不产
生影响。 因为过密的短路点或过大的短路点尺
寸必将损失更多的导通面积, 直接影响器件的
抗电涌能力。 所以要获得大的维持电流必须在
版面结构上大胆的设计, 实践表明, 对于半导
体放电管, 其维持电流 IH 应表示为:
IH=
34
80～ 100
42
80～ 100
(3) 制造工艺完全相同, 短路点数目基本 相同 (为版面好排, 三角形排列是 38 个短路点, 正方形排列是 40 个短路点)。 测量其对维持电 流的影响, 结果示于表 3。
表 3 短路点排列方式对维持电流的影响
短路点排列方式 三角形
维持电流 mA 80～ 100
正方形
80～ 100
图 2 短路点模型 (短路点为圆形, 直径为 2a, 短路点 间距为 2b)
3 实验
根据以上的理论分析, 我们进行了 3 项实 验。
(1) 选用同一版面的放电管版图, 同样工 艺方法制造, 仅基区掺杂浓度改变, 测量其对 维持电流的影响结果示于表 1。
表 1 基区电阻率对维持电流的影响
2ΠV KW
Θ2 ln
b a
2
+
G
(b)
G (b) 是与短路点形式有关的结构常数。因
此对放电管的设计必须跨出晶闸管的限制。
参考文献
1 R aderch t P S1A R eview of the Sho rted Em itter P rincip le
as A pp lied to PN PN Silicon Con tro lled R ectifiers. In t J E lectron, 1971; 31 (6) : 541～ 564
1 引 言
近年来随着我国通讯事业的飞速发展, 电 话已进入千家万户, 预防雷电事故, 保护电气 电子系统及关键器件免遭瞬时浪涌电压、 电流 及其它电气噪声引起的损失, 有一个可靠稳定 的保护系统是必不可少的。 以往用于电话保护 的抗电涌器件多为气体放电管、 碳精放电管和 陶瓷放电管。目前国内应用的多为陶瓷放电管, 而陶瓷放电管自身存在如下缺点: (1) 阴极慢 性 漏气; (2) 寿命短, 平均寿命只有 2 年; (3) 电流容量小等迫切需要替代产品。 随着半 导体工艺技术的发展, 1989 年 SGS2THOM 2 SON 公司首先推出了半导体抗电涌器件, 以其 起动快、寿命长、参数一致性好、通态压降低、 对称性好的独特优点为世人所注视, 是理想的 换代产品。
半导体放电管维持电流的研究
詹 娟
东南大学电子工程系 (南京 210096)
摘要 对提高半导体放电管的维持电流 (IH ) 进行了研究, 实验结果表明: 应用一般 晶闸管维持电流公式进行调整, 不易得到大的维持电流, 必须在放电管结构上进行改进, 并进而给出了其维持电流 IH 的新表达式。
关键词 半导体放电管 维持电流
目前国内外正在大力研究、 发展此种放电 管, 以加快换代速度, 我国已从研究阶段逐步 进入生产和试用阶段。
2 理论
半导体放电管实际上是一种无栅双向晶闸 管, 其特性与结构示于图 1, 当外来电压超过某 一数值时, 放电管就快速导通, 使浪涌电流通 过放电管而不进入被保护系统, 从而起了保护 作用。
当放电管用来保护电话系统时, 不但要能 对雷电干扰及瞬时高压起保护外, 而且要求在 有干扰情况下电话仍然畅通无阻, 这样放电管 需有大于或等于 150mA 的维持电流。