本文詳細(xì)介紹了防護(hù)雷電及過(guò)電壓的常用方法：分流、均壓、屏蔽、接地和保護(hù)。對(duì)構(gòu)成浪涌保護(hù)器的內(nèi)部器件如：放電管、壓敏電阻、TVS瞬態(tài)電壓抑制器、共模線圈等也有詳細(xì)介紹，且根據(jù)器件的各自特點(diǎn)設(shè)計(jì)理想的浪涌保護(hù)器。

　　微電子設(shè)備遭受雷電的危害

　　微電子設(shè)備由于雷擊放電或者電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作而產(chǎn)生的過(guò)電壓對(duì)設(shè)備造成失效、損壞的實(shí)例屢見(jiàn)不鮮，由此造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。直接損失通常反映設(shè)備使用者在硬件方面的損失，可以修復(fù)或者替換。然而軟件方面的損失以及設(shè)備停機(jī)所造成的損失是無(wú)法彌補(bǔ)的。對(duì)微電子設(shè)備采取行之有效的保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)集成度越高而耐受過(guò)電壓能力越來(lái)越低的電子系統(tǒng)（設(shè)備）的可靠防護(hù)，盡量減小其遭受雷擊或沖擊過(guò)電壓的干擾和損壞，已成為微電子設(shè)備可靠性工作中急需解決的問(wèn)題。

　　微電子設(shè)備通常工作在低壓電網(wǎng)中，低壓電網(wǎng)中過(guò)電壓有四類：雷電引起的過(guò)電壓、靜電放電、操作過(guò)電壓以及工頻過(guò)電壓。過(guò)電壓通常以共模（過(guò)電壓在帶電導(dǎo)體或中性線和大地之間產(chǎn)生）和差模（過(guò)電壓在帶電導(dǎo)體之間產(chǎn)生）兩種干擾方式干擾低壓電網(wǎng)，其中雷電過(guò)電壓破壞性最大。

　　防雷及過(guò)電壓保護(hù)機(jī)理

　　在電子設(shè)備防雷及過(guò)電壓保護(hù)上，通常采用分流、均壓、屏蔽、接地及保護(hù)等方式。這種電子設(shè)備是目前雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置，過(guò)去也稱為“過(guò)電壓保護(hù)器（SPD）”。其作用就是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線瞬時(shí)過(guò)壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入大地，使被保護(hù)設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊。

　　常用防雷及過(guò)電壓器件

　　目前常用的防雷及過(guò)電壓防雷器件有放電管（充氣式放電管）、壓敏電阻和瞬態(tài)電壓抑制器等。

　　1、氣體放電管

　　氣體放電管為低靈敏度保護(hù)器件，其工作部分通常用玻璃封裝或陶瓷封裝，內(nèi)部為一對(duì)相互隔開(kāi)的冷陰極電極，并充以一定壓力的惰性氣體（多數(shù)為氬氣）。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑，從結(jié)構(gòu)上分二極型或三極型。

　　常用過(guò)電壓放電器可以排放10KA （ 8/20μs）以下的瞬態(tài)電流。氣體放電管的反應(yīng)時(shí)間是指從外加電壓超過(guò)擊穿電壓到產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象的時(shí)間，氣體放電管一般在μm微秒數(shù)量級(jí)。氣體放電管具有多種不同規(guī)格的直流擊穿電壓，其值取決于氣體的種類和電極間的距離等因素。

　　氣體放電管的電容量很小，一般≤1~5pF.它的工作原理是指當(dāng)加至氣體放電管兩電極間電壓達(dá)到電極擊穿電壓Ubr時(shí)，放電間隙立即點(diǎn)火放電，流通較大電流，而氣體放電管兩端電壓降到電極間電弧電壓，呈現(xiàn)低電阻。氣體放電管可在直流和交流條件下使用，所選用的直流放電電壓Udc≥Uo（Uo為線路正常工作的直流電壓）；交流條件下使用時(shí)，Udc≥1.44Un（Un為線路正常工作的交流電壓有效值）。

　　氣體放電管的動(dòng)作時(shí)間在毫秒范圍內(nèi)，廣泛用于遠(yuǎn)程通訊領(lǐng)域，優(yōu)點(diǎn)是耐電流大而靜電容小。缺點(diǎn)是點(diǎn)火電壓高，且點(diǎn)火性能受到時(shí)間的限制。氣體放電管的另一缺點(diǎn)是可能出現(xiàn)電源續(xù)流問(wèn)題。氣體放電管點(diǎn)火以后，在電壓超過(guò)24V的低阻抗電路，尤其容易將原本只希望持續(xù)幾微秒后將氣體放電管引起的短路繼續(xù)保持下去，結(jié)果是氣體放電管在瞬間會(huì)爆裂。因此，在采用氣體放電管的過(guò)電壓保護(hù)線路里，必須預(yù)設(shè)一個(gè)斷路器，以便在極短的時(shí)間將電路切斷。