氣體放電管的結(jié)構(gòu)及特性開放型氣體放電管放電通路的電氣特性主要取決于環(huán)境參數(shù)，因而工作的穩(wěn)定性得不到保證。為了提高氣體放電管的工作穩(wěn)定性，目前的氣體放電管大都采用金屬化陶瓷絕緣體與電極進(jìn)行焊接技術(shù)，從而保證了封接的外殼與放電間隙的氣密性，這就為選擇放電管中的氣體種類和壓力創(chuàng)造了條件，氣體放電管內(nèi)一般充電極有氖或氫氣體。

　　氣體放電管的原理

　　氣體放電管的工作原理可以簡(jiǎn)單地總結(jié)為氣體放電。當(dāng)兩級(jí)間產(chǎn)生足夠大的電量，則會(huì)造成極間間隙被放電擊穿，這時(shí)其便由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)變成為導(dǎo)電狀態(tài)，這種現(xiàn)象與短路較為相似。當(dāng)處于導(dǎo)電狀態(tài)下時(shí)，兩極間的電壓會(huì)較低，一般是在20～50V之間，因此，其能夠?qū)蠹?jí)電路起到很好的保護(hù)作用。

　　氣體放電管采用陶瓷密閉封裝，內(nèi)部由兩個(gè)或數(shù)個(gè)帶間隙的金屬電極，充以惰性氣體（氬氣或氖氣）構(gòu)成。當(dāng)加到兩電極端的電壓達(dá)到使氣體放電管內(nèi)的氣體擊穿時(shí)，氣體放電管便開始放電，并由高阻變成低阻，使電極兩端的電壓不超過(guò)擊穿電壓。

　　陶瓷氣體放電管原理及應(yīng)用

　　是防雷保護(hù)設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種開關(guān)器件，無(wú)論是交直流電源的防雷還是各種信號(hào)電路的防雷，都可以用它來(lái)將雷電流泄放入大地。其主要特點(diǎn)是：放電電流大，極間電容?。ā?pF），絕緣電阻高（≥109Ω），擊穿電壓分散性較大（±20%），反應(yīng)速度較慢（最快為0.1～0.2μs）。按電極數(shù)分，有二極放電管和三極放電管（相當(dāng)于兩個(gè)二極放電管串聯(lián)）兩種。其外形為圓柱形，有帶引線和不帶引線兩種結(jié)構(gòu)形式（有的還帶有過(guò)熱時(shí)短路的保護(hù)卡）。

　　陶瓷氣體放電管原理

　　氣體放電管由封裝在充滿惰性氣體的陶瓷管中相隔一定距離的兩個(gè)電極組成。其電氣性能基本上取決于氣體種類、氣體壓力以及電極距離，中間所充的氣體主要是氖或氬， 并保持一定壓力，電極表面涂以發(fā)射劑以減少電子發(fā)射能。這些措施使得動(dòng)作電壓可以調(diào)整（一般是70伏到幾千伏），而且可以保持在一個(gè)確定的誤差范圍內(nèi)。當(dāng)其兩端電壓低于放電電壓時(shí)，氣體放電管是一個(gè)絕緣體（電阻Rohm》100MΩ）。當(dāng)其兩端電壓升高到大于放電電壓時(shí)，產(chǎn)生弧光放電，氣體電離放電后由高阻抗轉(zhuǎn)為低阻抗， 使其兩端電壓迅速降低，大約降幾十伏。氣體放電管受到瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以10-6秒量級(jí)的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，通過(guò)高達(dá)數(shù)十千安的浪涌電流。

　　陶瓷氣體放電管的應(yīng)用

　　用于電源防雷器共模電路中將雷電流泄放入地，也可用在差模電路中與壓敏電阻串聯(lián)而阻斷其漏電流。在信號(hào)防雷器中常用于第一級(jí)泄放浪涌電流，由于其反應(yīng)速度慢，還要用第二級(jí)作限壓保護(hù)。陶瓷氣體放電管屬于開關(guān)組件，導(dǎo)通時(shí)兩端電壓很低，不能直接用在有源電路中作差模保護(hù)。必須用時(shí)，應(yīng)串聯(lián)限流組件，以防導(dǎo)通時(shí)形成過(guò)大的電流而損壞，甚至引起火災(zāi)；浪涌過(guò)后能恢復(fù)至斷路狀態(tài)。

　　在快速脈沖沖擊下，陶瓷氣體放電管氣體電離需要一定的時(shí)間（一般為0.2～0.3μs，最快的也有0.1μs左右），因而有一個(gè)幅度較高的尖脈沖會(huì)泄漏到后面去。若要抑制這個(gè)尖脈沖，有以下幾種方法：

　　a、在放電管上并聯(lián)電容器或壓敏電阻；

　　b、在放電管后串聯(lián)電感或留一段長(zhǎng)度適當(dāng)?shù)膫鬏斁€，使尖脈沖衰減到較低的電平；

　　c、采用兩級(jí)保護(hù)電路，以放電管作為第一級(jí)，以TVS管或半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器作為第二級(jí)，兩級(jí)之間用電阻、電感或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲隔離。

　　陶瓷氣體放電管的使用指導(dǎo)

　　1、直流擊穿電壓Vsdc的選擇：直流擊穿電壓Vsdc的最小值應(yīng)大于可能出現(xiàn)的最高電源峰值電壓或最高信號(hào)電壓的1.2倍以上。

　　2、沖擊放電電流的選擇：要根據(jù)線路上可能出現(xiàn)的最大浪涌電流或需要防護(hù)的最大浪涌電流選擇。放電管沖擊放電電流應(yīng)按標(biāo)稱沖擊放電電流（或單次沖擊放電電流的一半）來(lái)計(jì)算

　　3、陶瓷氣體放電管因擊穿電壓誤差較大，一般不作并聯(lián)使用。

　　4、續(xù)流問(wèn)題：為了使放電管在沖擊擊穿后能正常熄弧，在有可能出現(xiàn)續(xù)流的地方（如有源電路中），可以在放電管上串聯(lián)壓敏電阻或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲等限制續(xù)流，使它小于放電管的維持電流。

　　陶瓷氣體放電管有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

　　優(yōu)點(diǎn)：通流容量大，極間電容?。ā?pF），絕緣電阻高（≥109Ω），基本沒(méi)有漏電流；

　　缺點(diǎn)：擊穿電壓分散性較大（±20%），反應(yīng)速度較慢（最短為0.1～0.2μs），可靠性較差，多次沖擊易老化。

　　選型： 不能直接用在電源上擊穿電壓》線路上最大信號(hào)電頻電壓耐電流》=線路上可能出現(xiàn)的最大異常電流脈沖擊穿電壓《被保護(hù)線路電壓

　　主要特性參數(shù)有：

　　1、直流擊穿電壓Vsdc：在放電管上施加100V/s的直流電壓時(shí)的擊穿電壓值。這是放電管的標(biāo)稱電壓，常用的有90V、150V、230V、350V、470V和600V等幾種。其誤差范圍：一般為±20%，也有的為±15%，還有個(gè)別的為±10%或±5%。

　　2、脈沖（沖擊）擊穿電壓Vsi：在放電管上施加1kV/μs的脈沖電壓時(shí)的擊穿電壓值。因反應(yīng)速度較慢，脈沖擊穿電壓要比直流擊穿電壓高得多。

　　3、沖擊放電電流Idi：分為8/20μs波（短波）和10/1000μs波（長(zhǎng)波）沖擊放電電流兩種。一般以8/20μs波用得較多。沖擊放電電流又分為單次沖擊放電電流（8/20μs波沖擊1次）和標(biāo)稱沖擊放電電流（8/20μs波沖擊10次），一般后者約為前者的一半左右，有2.5 kA、5 kA、10 kA、20 kA……等規(guī)格。

　　4、耐交流（工頻）電流Idac：放電管能耐受交流（工頻）電流放電1秒鐘/次、放電10次的電流額定值。

　　玻璃放電管原理及應(yīng)用

　　玻璃放電管（強(qiáng)效放電管、防雷管）是20世紀(jì)末新推出的防雷器件，它兼有陶瓷氣體放電管和半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器的優(yōu)點(diǎn)：絕緣電阻高（≥100MΩ）、極間電容?。ā?.8pF）、放電電流較大（最大達(dá)3 kA）、雙向?qū)ΨQ性、反應(yīng)速度快（不存在沖擊擊穿的滯后現(xiàn)象）、性能穩(wěn)定可靠、導(dǎo)通后電壓較低，此外還有直流擊穿電壓高（最高達(dá)5000V）、體積小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是直流擊穿電壓分散性較大（±20%）。

　　玻璃放電管工作原理

　　玻璃放電管由封裝在充滿惰性氣體的玻璃管中相隔一定距離的兩個(gè)電極組成。其電氣性能基本上取決于氣體種類、氣體壓力以及電極距離，中間所充的氣體主要是氖或氬，并保持一定壓力，電極表面涂以發(fā)射劑以減少電子發(fā)射能。這些措施使得動(dòng)作電壓可以調(diào)整（一般是200伏到幾千伏），而且可以保持在一個(gè)確定的誤差范圍內(nèi)。當(dāng)其兩端電壓低于放電電壓時(shí)，氣體放電管是一個(gè)絕緣體（電阻Rohm》100MΩ）。當(dāng)其兩端電壓升高到大于放電電壓時(shí)，產(chǎn)生弧光放電，氣體電離放電后由高阻抗轉(zhuǎn)為低阻抗，使其兩端電壓迅速降低。玻璃放電管受到瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以10-9秒量級(jí)的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，通過(guò)高達(dá)千安量級(jí)的浪涌電流。

　　玻璃放電管選型及應(yīng)用

　　1、玻璃放電管既可以用作電源電路的保護(hù)，也可以用作信號(hào)電路的保護(hù)；既可以用作共模保護(hù)，也可以用作差模保護(hù)。但只能用在浪涌電流不大于3kA的地方。

　　2、直流擊穿電壓VS的選擇：直流擊穿電壓VS的最小值應(yīng)大于可能出現(xiàn)的最高電源峰值電壓或最高信號(hào)電壓的1.2倍以上。

　　3、在有可能出現(xiàn)續(xù)流的地方（如電源電路）使用時(shí)，必須串聯(lián)限流電阻或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，防止玻璃放電管擊穿后長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通而損壞。

　　玻璃放電管的優(yōu)點(diǎn)

　　1、擊穿（導(dǎo)通）前相當(dāng)于開路，電阻很大，沒(méi)有漏電流或漏電流很??；

　　2、擊穿（導(dǎo)通）后相當(dāng)于短路，可通過(guò)很大的電流，壓降很?。?/p>

　　3、脈沖通流容量（峰值電流）較大；500A、1kA、3kA三種；

　　4、具有雙向?qū)ΨQ特性。

　　5、電容值很小，小于0.8pF。⑥響應(yīng)速度都很快，小于1ns。

　　玻璃放電管的缺點(diǎn)

　　1、通流容量較陶瓷氣體放電管小得多。

　　2、擊穿電壓只有若干特定值。

　　3、擊穿電壓分散性較大，為±20%。