半導體放電管是基於晶閘管原理和結構的一種兩端負阻器件。可以吸收突波，抑制過高電壓，達到保護易損組件的目的。該 器件是在矽單晶片兩面同時摻雜同種雜質而形成。簡單的結構如圖1所示。圖中p區和n區連結在一起。選用不同的材料和工藝，可以做出各種不同電壓和電流的放電管。
固態放電管的工作原理和一個兩端的可控矽相似，簡述如下：
從結構圖可以看出，固態放電管兩面的結構基本上是相同的。在使用中兩個極都有加高電位的可能性。在分析工作原理時，假定A接高電位，K接低電位，該器件的特性曲線如圖2所示，可以把導通與阻斷的過程分為四個階段。
1)阻斷區：圖2中的0到VBR段。
此時器件所加電壓低於擊穿電壓，J1正偏，J2為反偏，電流很小，J2起到了阻擋電流的作用。外加電壓幾乎都加在了J2上，由於漏電流很小，固態放電管電阻很大，故稱為阻斷區。
2)雪崩區：VBR到VBO段
所加電壓從VBR逐漸增加到VBO時，J2的空間電荷區內的電場很強，區的寬度被拉得很寬，區內的載流子在足夠強的電場作用下，產生了倍增效應，通過J2的載流子突然增加，電流也突然增大，這就是雪崩區。
3)負阻區：VBO到A段
當外加電壓增加到大於VBO時由於雪崩效應而產生了大量的電子空穴對，此時這些載流子在電場的強烈的抽取作用下，進入N2區，大量的電子與空穴因不能很快複合而分別積累在N2區和P2區，因而使J2空間電荷區的電場減弱，降落在J2上的電壓將下降，雪崩效應隨之減弱，但外加電壓並不變，這樣加在其它結上的正偏壓要增加，從而使通過J2的電流增大，於是，出現了電壓不變而電流增加的負阻現象。
4)導通區：A到B段
雪崩效應，使J2空間電荷區越變越窄且由反偏變成了正偏，這樣器件的阻抗變得很低，電流變得很大，於是器件由高阻的阻斷狀態，變成了低阻的導通狀態，其伏安特性曲線類似於整流元件的正向特性。
從上述原理中可以看出，當外加電壓低於VBR時，漏電流很小，處於斷開狀態。不影響被保護組件的正常工作。當外加電壓大於VBO時，放電管很快進入導通狀態，壓降很小，起到了保護作用。外加電壓去掉後，電流很快就降到低於維持電流IH，放電管自然恢複，回到斷開狀態。
綜上所述，該器件的優點是導通電壓小，幾乎無熱耗，可重複使用，能承受較大的沖擊電流，響應快，使用安全、可靠，其性能優於其它瞬間過壓保護元器件。
更多回帖
