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。當過電壓出現在壓敏電阻的兩端時，壓敏電阻能夠將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現對后級電路的保護。

壓敏電阻的主要參數

1.壓敏電壓（U1mA）

指在壓敏電阻上通過1mA直流電流時所對應的電壓值。當電壓達到或超過這個值時，壓敏電阻由高阻態轉變為低阻態，開始發揮其過電壓保護的作用。

2.通流容量（Flow capacity）

在規定的條件（如規格書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.結電容（Junction capacitance）

壓敏電阻具有較大的結電容，容量在10000pF左右，結電容大，使得在交流電源系統中會產生漏電流，也不宜應用在高頻信號線路中。

4.響應時間（response time）

壓敏電阻的響應時間在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熱會使得其本身結構受損，浪涌沖擊次數的增加，其漏電流會增大，因此壽命較短。在選型時，應根據輸入電壓的穩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，一般是一個電壓區間。受保護設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，如規格書標注為1GMΩ（min），可以確保它在惡劣環境中的可靠性。

4.響應時間（response time）

GDT響應時間一般為幾百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存在續流電壓特性，當氣體放電管導通后，可以被一個較低的電壓維持在導通狀態。如果它防護的電路兩端電平較高，那么在響應一次后持續短路會燒掉，這個續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

壓敏電阻響應速度快、非線性特性好、通流容量大，可以及時對電氣設備進行保護；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。二者串聯使用可以優勢互補，降低崩潰電壓值，優化保護效果。

2.減少泄露電流

氣體放電管可以阻斷系統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，嚴格遵循相關標準操作，確保每一個測試環節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所需電壓很大，基本不存在續流問題，而壓敏電阻的非線性特性可以很好地抑制續流問題。二者串聯使用可以進一步增強電路的保護能力，有效應對雷擊、電壓浪涌等瞬態過電壓的沖擊。

4.降低限幅電壓值

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