電子電路需要面對不穩定的市電波動,雷擊,ESD等各種惡劣環境考驗, 為了保證長期可靠穩定工作,需要通過添加保護元件來解決浪涌沖擊問題. 常見的浪涌保護元件,包括壓敏電阻,TVS,放電管,自回復保險絲等, 本文對各類元件做簡單介紹.

1. 壓敏電阻?VDR

“壓敏電阻"是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用于在電路承受過壓時進行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護敏感器件。英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”, 或者叫做“Varistor"。壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個品種。

現在大量使用的"氧化鋅"（ZnO）壓敏電阻器，它的主體材料有二價元素鋅（Zn）和六價元素氧（O）所構成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導體”。因此也有稱為MOV(Metal Oxide Varistor)金屬氧化物壓敏電阻.

壓敏電阻相應速度ns級,高于氣體放電管,稍慢于TVS. 吸收浪涌能力強. 可以適合一般電子電路的電壓浪涌,ESD,雷擊等各種過壓保護,因此廣泛應用于各種電路中.

2. 瞬態抑制二極管 ? ?TVS

瞬態抑制二極管?TVS(Transient Voltage Suppressor), 原理與穩壓二極管類似,如果高于標志上的擊穿電壓，TVS二極管就會導通，與穩壓二極管相比，TVS二極管有更高的電流導通能力。

TVS二極管的兩極受到反向瞬態高能量沖擊時，以10^-12S 量級速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，同時吸收高達數千瓦的浪涌功率當它的兩端經受瞬間的高能量沖擊時，TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變為低阻抗，以吸收一個瞬間大電流，把它的兩端電壓箝制在一個預定的數值上，從而保護后面的電路元件不受瞬態高壓尖峰脈沖的沖擊。

具有極快的響應時間（亞納秒級）和相當高的浪涌吸收能力。是普遍使用的一種高效電壓保護器件.?

3.氣體放電管 ? ?GDT

氣體放電管GDT(Gas Discharge Tubes)，內部由兩個或多個帶間隙的金屬電極，充以惰性氣體氬氣，氖氣構成，當加到兩電極端的電壓達到使氣體放電管內的氣體擊穿時，氣體放電管開始放電，由高阻抗變成低阻抗，使浪涌電壓迅速短路至接近零電壓，并將過電流釋放入地，從而對后續電路起到保護作用。?

氣體的放電管, 漏電流下,吸收浪涌能力很強, 可用于雷擊吸收. 但相應速度較慢, us級. 所以在速度要求高的場合往往需要與高速的保護器件配合使用.

4. 半導體放電管? ? TSS

半導體放電管TSS (Thyristor Surge Suppressors) 也叫做固體放電管，是一種開關型的浪涌過壓保護器件. 它的工作原理類似于晶閘管，內部為4層半導體結構, 有三個PN結.?依靠PN結的擊穿電流觸發器件導通放電，,導通一定的時間后呈低阻狀態，從而可以流過很大的浪涌電流或脈沖電流；當浪涌脈沖過后，電壓要低于它的斷流電壓才能恢復到開路狀態.

半導體過壓保護器是根據可控硅原理采用離子注入技術生產的一種新型保護器件，具有精確導通、快速響應（響應時間ns級）、浪涌吸收能力較強、雙向對稱、可靠性高等特點。

5. 自恢復保險絲? ? PTC

自恢復保險絲是一種過流電子保護元件，采用高分子有機聚合物在高壓、高溫，硫化反應的條件下，摻加導電粒子材料后，經過特殊的工藝加工而成。傳統保險絲過流保護，僅能保護一次，燒斷了需更換，而自恢復保險絲具有過流過熱保護，自動恢復雙重功能

PTC (Positive temperature coefficient) 即正溫度系數元件, 利用自熱原理,在通過大電流時, 經過相變的材料會呈現出電阻沿狹窄溫度范圍內急劇增加幾個至十幾個數量級的現象，即非線性PTC效應。相當多種類型的導電聚合體會呈現出這種效應，如高分子PTC熱敏電阻。PTC響應對于限流和過流保護是非常合適, 相對一般電阻的限流作用, PTC由于其陡峭的阻溫特性,是的保護速度迅速, 功耗低 .?

上面介紹了5種常見的浪涌保護器件, 其中前三種都是限壓型的電壓保護元件, 第5種則是限流型的過流保護元件. 每種元件各有特點, 有對應的應用場合, 關于各種元件的優缺點比較和應用將在后面的文章介紹.