半导体放电管概述
半导体放电管，又称固体放电管，是一种过压保护器件，是利用晶闸管原理制成的，依靠PN结的击穿电流触发器件导通放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。其击穿电压的范围，构成了过压保护的范围。半导体放电管，又名固体放电管，缩写TSS，英文Thyristor或Sidactor，是一种过压保护器件，是利用晶闸管原理制成的，依靠PN结的击穿电流触发器件导通放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。其击穿电压的范围，构成了过压保护的范围。半导体放电管使用时可直接跨接在被保护电路两端。
半导体放电管结构
半导体放电管具有可控硅的特性，通过高dv/dt触发工作，省去了驱动引脚，非常适用于浪涌与雷击防护，与气体放电管一样属于撬棒型保护，撬棒型的电气特点可以见如下图，正常工作状态下是关断的，此时漏电流较小，在浪涌电压超过击穿电压VBO时，电路导通进入低钳位状态。与之对应的压敏电阻与TVS属于钳位型器件，撬棒型器件具有通流量大的优点，钳位型具有稳定电压的优点，从原理上看，元器件实际能承受的能耗功率是有限的，撬棒型具有低保护电压，因此可以流过更大的浪涌电流，但是对于电流电压不过零的线路，撬棒型就没办法自然关断，因此就有了撬棒型与钳位型器件的搭配使用情况。
半导体放电管应用领域
半导体放电管因为优异的开关特性、极快的反应速度和超低的电容值，所以应用范围广泛，可用于视频监控、音频接口保护、调制解调器、传真机、IPTV、电话、POS系统、网络通讯等接口的浪涌保护。
半导体放电管的选用方法
1、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。
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、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。
4、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。
5、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)。
半导体放电管的Spice模型
半导体放电管P0640SC的Spice模型，使用Cadence对该元件进行仿真.
图1 P0640SC参数
图2 P0640SC V-I曲线
Vs@100V/us（转折电压）为77V，Vdrm（峰值闭态电压）为58V，Vt（开启电压）为4V。
图3 P0640SC的仿真原理图
图4 仿真结果（红色为模拟的输入电压脉冲，蓝色为流过放电管的电流，绿色为负载电压）
上图可以看出，在100V/us的条件下，手册给出的切换电压Vs=77V，仿真结果为93V；手册给出的峰值闭态电压Vdrm=58V，仿真结果中，在58V之后，流过放电管的电流开始出现并逐渐增加；手册给出的开启电压Vt=4V，仿真结果为5.6V。
根据仿真结果，得出以下方法和结论：
1. 重点关注3个电压参数Vdrm、Vt和Vs，无需关注具体含义，将3个电压值从小到大排列，按照手册值，依次为：4V、58V和77V，只要加在放电管的电压大于3个电压值的最大值Vmax，它就开始工作，即将电压强制压低至3个电压值的最小值Vmin，那么58V的作用是什么？大于58V，电流开始出现（见上图的仿真结果）。
2. 线路正常工作电压必须小于3个电压值的最小值Vmin。否则，当Vmin=4V，即开启电压Vt=4V，若线路工作电压为5V，意味着被保护线路正常工作时，放电管会开启，这样是不允许的。
3. 对3个电压的理解为：当小于4V，放电管不发挥作用，对线路无影响；当大于4V且小于58V，放电管开启了，但是无电流；当大于58V，电流陡增；当大于77V，放电管发挥作用，将电压限制在4V。
产品相关信息
P0640SC产品线链接：https://semiware.com/product-general-thyr/p0640sc/
特性
P0640SC系列半导体放电管产品具有极间电容小，漏电流小，浪涌吸收能力强，稳定性强等产品特性。这款轴向引线器件非常适用于电话、应答机、调制解调器、传真机接口等客户端设备（CPE），还可用于有一定过流保护要求的T1/E1/J1中继卡等的过压保护装置。
> 采用标准表面贴装式DO-214AA封装
> 10/1000μs波形时的峰值浪涌能力达到100A
> 10/700μs波形时的峰值浪涌能力达到6KV
> 响应速度快
> 漏电流小
> 极间电容低
> 不含卤素且符合RoHS及Reach测试标准
其它相关信息
如果您有技术问题，请按以下方式联系技术支持团队： 邮箱：Fae03@semiware.com； 电话：86-21-3463-7654； 免费技术支持热线：400-021-57-56
关于赛米微尔
赛米微尔拥有电路保护器件系列产品的完善产品阵容。公司凭借其在半导体领域的技术和终端产品的应用背景，为电子、汽车和工业市场上的客户提供服务。 如需了解更多信息，请访问赛米微尔官方网站：http://semiware.com
评论 (0)