氣體放電管：新瓶中的舊保護

對于我們看到的所有新的、創(chuàng)新的組件類型，有趣的是，我們經(jīng)常使用的哪些“新”設備實際上是電氣設計早期經(jīng)典的更新版本。當然還有變壓器，還有機電繼電器，甚至氣體放電管 (GDT) 仍然非?；钴S。

什么是 GDT?GDT是氣體放電管縮寫詞，(gas discharge tube)實質(zhì)是一種密封在陶瓷腔體中的放電間隙，腔體中充有惰性氣體以穩(wěn)定放電管的放電電壓。其主要特點是通流能量大，可達數(shù)十至數(shù)百KA，絕緣電阻極高，無漏流，無老化失效，無極性雙向保護，靜態(tài)電容極小，特別適用于高速網(wǎng)絡通訊設備的粗保護。可廣泛用于各種電源及信號線的第一級雷擊浪涌保護。從本質(zhì)上講，它是汽車火花塞的密封版本，作為密封、充氣玻璃或陶瓷外殼中的火花隙裝置，在其兩個端子上提供近乎無限的電阻，直到達到某個閾值擊穿或點火電壓。

一旦超過該電壓，氣體就會傳導并且 GDT 變?yōu)榈碗娮杪窂健DT中的氣體可以是氫氣、氦氣等惰性氣體、汞蒸氣等金屬氣體等，其導通電壓和時間是氣體類型、壓力和電極間距的函數(shù);1800 年代中期的早期設備使用空氣，顯然空氣的濕度和性能存在差異。

在半導體解決方案幾乎可以解決所有問題的今天，可以合理地假設 GDT 已經(jīng)過了鼎盛時期，沒有新的發(fā)布，而唯一正在生產(chǎn)的產(chǎn)品是用于已經(jīng)設計好的單元，直到它們被宣布過時。您還可能認為它們的外形尺寸大、笨重，幾乎是“復古”的，讓人想起它們輝煌時期的真空管。

但這些都是錯誤的假設，而且 GDT 仍然存在，而且對于某些級別和類別的保護來說是不可替代的 - 并且正在宣布新的保護。例如，Littelfuse 剛剛發(fā)布了兩個相關(guān)系列的微型 GDT，具有超低電容(<0.3 pF)，適用于寬帶、衛(wèi)星和 CATV、以太網(wǎng)(高達 10Gbps)、ADSL 設備等高速數(shù)據(jù)鏈路和連接和機頂盒。這些表面計數(shù)裝置中較小的直徑僅為 3.5 毫米;一個系列額定為 3 kA(8/20 μs 瞬態(tài)上升/下降)浪涌耐受能力(10 次)，而另一個在相同條件下額定為 1 kA。(GDT 的眾多其他供應商包括Bourns、TE Connectivity 、Epcos/TDK、NIC 組件和菲尼克斯電氣)。

Littelfuse 較小的氣體放電管 (CG6) 直徑僅為 3.5 mm，是一種表面貼裝器件，對于大約 150 年前首次使用的組件來說還不錯。

GDT 應用范圍廣泛，例如熒光燈和霓虹燈顯示器，到不明顯但非常關(guān)鍵的作用，它們被廣泛用于防止雷電等高壓/能量沖擊，典型點火電壓范圍為 100 以下V 至數(shù)千伏。根據(jù)設計，它們可以處理低至幾安培到幾千安培的電流。與保險絲不同，它們不是一次性設備。一旦觸發(fā)沖動消失并且它們“恢復”，它們就有利于再次罷工。

GDTS 通常用作三層浪涌保護中的一層。例如，除顫器可能需要針對幾百焦耳的浪涌和幾安培的電流以及其他瞬變提供保護。這需要使用 GDT、瞬態(tài)電壓抑制 (TVS) 器件和 ESD 保護二極管進行初級、次級和 ESD 保護。