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半導體避雷器的工作原理

閱讀:2610發布時間:2010-12-16

        半導體避雷器是這樣工作的:

  半導體放電管有兩種擊穿狀態,即鉗位和導通。他可以看成是有兩個反向并聯的可控硅(即4層PN結器件反并聯)組成,利用Si晶體內部的電子和空穴的輸運原理進行工作。圖2只滑出其中一個。其工作原理如下:
  
  1、當被保護設備或線路處于正常工作狀態時(V≤VBR),PN結J1和J3處于正向偏置,J2處于反向偏置狀態,此時流過器件中的電流僅為PN結反向偏置的微弱漏電流(I≤10-8μA),器件上在特性曲線的OA段,如圖2(a)所示。
  
  2、當線路上出現較低的過電壓時(VBR≤V≤VBO),PN結J2雪崩擊穿,器件的工作狀態進入了特性的AB段,處于鉗位狀態并開始釋放過電流,如圖2(b)所示。流過的器件的過電流經過P1區時,在該區的等效電阻造成的一定的電位差(壓降),由于金屬電極的短路作用,摻雜濃度高(即電阻率低)的N1區的電位與P1區的外緣相同,該電位差就成為PN結J1的偏置電壓。上述原理可用圖3的等效電路來表示,圖1種T1和T2分別為等效三極管N1P1N2和P1N2P2,R為P1區的等效電阻,也就是三極管T1的偏置電阻。此時三極管T2的作用可以等效為一個普通的二極管和一個反向的瞬態二極管串聯。
  
  3、當線路上過電壓繼續上升達到到器件的VBO時,P1區的壓降達到門限電壓是控制硅N1P1N2P2被觸發導通,N1區的載流子(電子)在電場的作用下穿過厚度較薄的P1區直接進入N2區使得器件的等效電阻迅速下降并吸收大的過電流,從而起到保護作用。此時器件工作特性曲線的CD段,如圖2(c)所示。從等效電路上看,過電壓上升導致電阻R的壓降上升,就使T1的偏置電壓Vbe上升,T1導通,又使T2得到偏置,從而使整個器件進入導通狀態。
  
  4、當外來過電壓消失時,回路電流逐漸減小,一直降到保持電流以下時,器件自動地退出導通狀態,再次轉入到正常工作的截止狀態。
  
  由上述動作過程的分析可以得知,半導體放電管在較高能量的過電壓浪涌沖擊時,能夠使自身等效電阻降低并有效的釋放過電流,既能使被保護設備得到有效的保護,又能使自身不因功能耗過大而燒毀。
  
  主要經營:攝像機三合一等電位避雷器、視頻二合一等電位避雷器、有線電視傳輸網絡放大器防雷器、純電源防雷器、光接收機防雷器、電腦交換機防雷器、同軸衛星信號防雷器、視頻會議系統避雷器

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