概述
气体放电管（GDT, Gas Discharge Tube）是一种重要的过压保护元件，主要用于电路中防止雷击、电涌等瞬时高压对设备的损害。半导体放电管（固体放电管）是一类基于半导体材料的过压保护器件，相比气体放电管具有响应快、钳位精度高、体积小等优点。
工作原理的区别
1、气体放电管的工作原理
气体放电管内部充有惰性气体（如氖、氩、氪等），具有如下工作过程：
正常状态：
- 两个（或三个）电极之间被惰性气体隔开。
- 电压低于击穿电压时，气体处于绝缘状态，几乎不导电。
- 电路呈高阻抗，不会影响正常工作。
过压状态：
- 当外部电压突然升高（如雷击、电涌等）超过击穿电压时，气体发生雪崩电离，导电性急剧增强。
- 形成等离子体通道，气体被击穿，内部两极导通，迅速将过压电流引导到地或旁路。
维持导通与熄灭：
- 放电后，电压会降至一个较低的维持电压（通常几十伏）。
- 当外部电压恢复正常，低于维持电压时，等离子体消失，气体恢复绝缘，放电管恢复高阻状态。
本质上，气体放电管就是一个电压触发型的开关元件：低压 → 关断；过压 → 导通放电；电压正常 → 自动恢复
2、半导体放电管的工作原理
半导体放电管是一种对称性放电器件，仅在电压超过触发值（击穿电压）后导通。与 TVS 不同，SIDAC 在导通后呈现负阻特性（即电压下降、电流上升），直到电压降到维持电压以下才恢复断开。
产品特性的区别
| 特性 | 气体放电管 | 半导体放电管 |
| 响应时间 | 慢，通常为1ms | 非常快，典型为 <1us |
| 击穿电压（启动电压） | 击穿电压高（常为几百伏） | 准确、低至几伏可选 |
| 钳位电压（残压） | 残压高，导通后电压仍偏高 | 钳位电压低，保护精度高 |
| 通流能力（浪涌能力） | 极强（几千安培），适合大雷击电流 | 较小（几安培至几百安培），适合小型浪涌 |
| 漏电流（待机状态） | 极低（几乎为0） | 有一定漏电流（微安级） |
| 反应机制 | 等离子气体击穿导通 | 半导体PN结或结构击穿导通 |
| 恢复时间 | 较慢，数十μs以上 | 极快，纳秒级 |
| 寿命（冲击次数） | 耐高能冲击，但动作寿命有限 | 多次使用，但易被高能浪涌损坏 |
| 极性 | 一般为无极性（双向导通） | 有极性（单向）或无极性（双向）版本 |
| 工作温度范围 | 宽（通常 -40℃ ~ 125℃） | 较宽（-55℃ ~ 150℃，视型号而定） |
| 安装尺寸/封装 | 体积较大（陶瓷管状） | 封装多样，易于小型化（如SMD） |
典型应用对比
| 应用场合 | 气体放电管（GDT） | 半导体放电管(TSS) |
| 雷击防护 | 首选（如通信基站、户外设备） | 可作为二级保护配合使用 |
| 电源输入保护 | 用于AC线路初级保护 | 用于DC侧或辅助精密保护 |
| ESD（静电）防护 | 响应慢，不适合 | 快速响应，广泛用于USB、HDMI、IC保护 |
| 信号线保护（如电话线、RS-485） | 高频信号兼容性好 | 通常用于差分或低速接口 |
| 工业控制系统 | 用于强电磁干扰环境 | 用于控制端口、IO接口保护 |
| 消费电子 | 体积大、不适合 | 如手机、电脑主板、充电器等精细保护 |
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