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除了用傳統(tǒng)的氣體放電管、金屬氧化物變阻器（MOV）以及保險(xiǎn)絲來(lái)保護(hù)電路板上的電子元件免受外界的侵襲以外，有效的半導(dǎo)體器件正日漸產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，利用這些半導(dǎo)體器件，可使產(chǎn)品具有抗雷電、靜電放電（ESD）、電瞬變（EFT），電感負(fù)載切換以及交流電源波動(dòng)的能力。使得產(chǎn)品更加耐用可靠，從而降低了產(chǎn)品的修理費(fèi)用?，F(xiàn)在，已由過(guò)去的非限制性標(biāo)準(zhǔn)成了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，制造商必須使他們的產(chǎn)品滿足ESD 指標(biāo)的最低水平，否則就不能把他們的產(chǎn)品售往歐洲。
1 造成電子元件損壞的原因
過(guò)去，只有靜電直接放電才能導(dǎo)致電子元件的故障，現(xiàn)在，由于附近放電而產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場(chǎng)就可以輕易地?fù)p壞今天的高速系統(tǒng)，且系統(tǒng)速度越快，就越易受到影響。據(jù)Kimmel Gerke稱，1~3ns的放電就可以產(chǎn)生強(qiáng)電磁場(chǎng)。在1ns的時(shí)間內(nèi)，放電相應(yīng)帶寬就高達(dá)300多兆赫，這就表明，需要VHF/ UHF屏蔽及接地技術(shù)。
閃電可以使鄰近雷擊點(diǎn)的地電位產(chǎn)生很大的波動(dòng)，有時(shí)可高達(dá)100kV。由閃電而產(chǎn)生的電磁場(chǎng)也有可能帶來(lái)麻煩，一個(gè)精心設(shè)計(jì)的單點(diǎn)接地系統(tǒng)是不可缺少的。然而，在本地網(wǎng)絡(luò)中，只有一端電纜線接地進(jìn)行屏蔽，這使得網(wǎng)絡(luò)很容易受高頻干擾。
Maxim公司研究表明，集成電路在超出額定電壓情況下工作，被損壞的可能性極大，甚至徹底癱瘓。集成電路在斷電或不連續(xù)供電狀況下工作會(huì)造成自身?yè)p壞或其它線路的損壞 。
在模塊控制系統(tǒng)中，由于電源與信號(hào)在輸往同一模塊的過(guò)程中相互干擾互相影響的故障經(jīng)常發(fā)生。由強(qiáng)電流或高電壓產(chǎn)生的以下結(jié)果將損壞集成電路：
局部過(guò)度受熱 金屬線受損
硅熔化 電壓過(guò)高造成門(mén)電路失效
由于硅中混雜有鋁而導(dǎo)致?lián)舸┗蚨搪贰 ?電熱傳導(dǎo)導(dǎo)致晶體管受損
2 線路連接中應(yīng)注意的問(wèn)題和傳統(tǒng)的保護(hù)器件
ESD電流波的特點(diǎn)是上速度升極快，因此電流在電路中通過(guò)時(shí)受電路中分散的寄生阻抗的影響很大。注意外部配置將確保集成電路的的良好性能，不同的集成電路，應(yīng)有不同的電路配置，例如，Maxim的接口電路建議以下各點(diǎn)：
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模擬電路接線技術(shù)，把所有的旁路和電荷泵電容器盡量向集成電路靠近
在印刷電路上設(shè)置一個(gè)接地平面
使引線電感和電容最小化，并且使集成電路盡可能靠近電路板的I/O端口
一個(gè)氣體放電抑制器有兩個(gè)電極，他們安置在一個(gè)充滿氣體的管子內(nèi)，彼此相距很近。當(dāng)高電壓（90，150，230，260和350V是典型的氣體管電壓）加到兩極時(shí)，管中的氣體發(fā)生電離，電路導(dǎo)通。在斷路狀態(tài)下，管子的電阻很大；導(dǎo)通時(shí)，電阻很小。氣體管導(dǎo)通速度相對(duì)來(lái)說(shuō)較慢，但可承受很大的沖擊電流。遺憾的是。一些氣體管在經(jīng)受幾百次的沖擊后，就會(huì)燒掉。
早期的氣體管靠放射性金屬使氣體始終保持部分電離。Semitron通過(guò)嚴(yán)格控制混合氣體和電極上的鍍層而研制出了一種無(wú)須放射性金屬的氣體管。
金屬氧化物變阻器 （MOV）價(jià)格低廉，能夠通過(guò)大電流而不受損，且很耐用。然而，每導(dǎo)通一次，其性能就會(huì)下降，在超載狀態(tài)下，它將開(kāi)路失效。MOV實(shí)際上是一種粉末壓實(shí)產(chǎn)品，人們普遍認(rèn)為它比半導(dǎo)體器件的反應(yīng)速度慢（但并不是絕對(duì)如此）。
理想狀態(tài)下，一個(gè)分支保護(hù)器件的電容應(yīng)當(dāng)為零。典型的氣體放電管的電容是1~2.5pF，而半導(dǎo)體器件的電容范圍為100~5000pF。
3 新型的瞬變電壓抑制器及其工作機(jī)理
瞬變電壓抑制器（TVS）是特別設(shè)計(jì)用來(lái)提供過(guò)壓保護(hù)的二極管。TVS 二極管的特點(diǎn)是：電流調(diào)節(jié)能力強(qiáng), 工作電壓和箝位電壓低、實(shí)際反應(yīng)時(shí)間快。這些特點(diǎn)使得它成為電路板保護(hù)的理想器件。TVS目前已有零售和大批量供應(yīng)。
Motorola研制的共陽(yáng)極單片雙SOT-23封裝的齊納二極管，其特征是：兩個(gè)齊納 SOT-23在同一個(gè)封裝中，承受電壓的范圍是10V~91V。Motorola同時(shí)還宣布其傳統(tǒng)產(chǎn)品的《Technical Zener Handbook》已經(jīng)更新。
Maxim研制出的電路板保護(hù)器件是和受保護(hù)電路串聯(lián)的，而不是并聯(lián)的。MAX366和MAX367是多功能的兩端的電路保護(hù)器件。被串聯(lián)于信號(hào)線里的每一個(gè)這種兩端的保護(hù)器件保護(hù)的電壓范圍：接近或超過(guò)常用的供電電壓直到40V。MAX366包括3個(gè)獨(dú)立的保護(hù)器件而MAX367則有8個(gè) 保護(hù)器件，應(yīng)用它們能夠保護(hù)單極（4.5V~36V）或雙極（± 2.5~± 18V）電源。這些器件是電壓敏感型的MOSFET晶體管陣列。加電時(shí)，導(dǎo)通；斷電時(shí)，開(kāi)路。供以± 10V的電壓，導(dǎo)通電阻的最大值是100歐，溫度為25℃時(shí)，漏電流小于1nA。
當(dāng)信號(hào)電壓超過(guò)或達(dá)到任何一個(gè)電源電壓附近1.5V左右時(shí)，保護(hù)器兩端電阻明顯增大（無(wú)論電源是接通還是斷開(kāi)時(shí)），從而限制了過(guò)大的電流和輸出電壓。受保護(hù)的一端保持了正確的極性并且將電壓箝制在電源電壓范圍的1.5V以下，沒(méi)有“閃爍”或極性反向等現(xiàn)象發(fā)生。
AD公司也生產(chǎn)串聯(lián)保護(hù)器。單路、三路、八路介質(zhì)隔離的通道保護(hù)器件，不管在斷開(kāi)還是接通電源的情況下，都能對(duì)后續(xù)器件提供自動(dòng)電路保護(hù) 。當(dāng)輸入電壓超過(guò)用戶選擇的電源極限電壓時(shí)，ADG46×系列可自動(dòng)地將一個(gè)內(nèi)部的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，ADG46×系列可承受的連續(xù)輸入電壓范圍為± 35V。單通道的ADG465型，三通道的ADG466型以及八通道的ADG467型器件在雙極性和單極性電源下都能工作。ADG465的接通電阻為50歐，ADG466和ADG467為100歐，輸入漏電流規(guī)定為+500nA（最大值）。
可控硅保護(hù)器件就象一個(gè)沒(méi)有門(mén)的閘。當(dāng)發(fā)生瞬變時(shí)，在可硅硅瞬變保護(hù)器件兩端的電壓將會(huì)增大直到達(dá)到它的導(dǎo)通電壓。在這時(shí)，器件將工作于雪崩方式，這使瞬變電壓被限制而只增加少許，這是因?yàn)槠骷D(zhuǎn)移了大量的電流。當(dāng)瞬變電流上升時(shí)通過(guò)器件的電流將達(dá)到極大的水平，導(dǎo)致器件切換到全導(dǎo)通狀態(tài)。在該狀態(tài)時(shí)，器件兩端只有少許電壓，從雪崩方式切換到全導(dǎo)通狀態(tài)的電壓通常稱為擊穿電壓。（Breakover Voltage）。
當(dāng)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，由于器件兩端的電壓很低，從而限制了在這些器件上的功耗，因而可分流很大電流而不損壞。使該器件重新恢復(fù)到非導(dǎo)通狀態(tài)是由電流來(lái)控制的，當(dāng)電流跌落到某一稱為“保持電流”以下的數(shù)值時(shí)器件自動(dòng)恢復(fù)。
N基片和P基片的可控硅器件有一些區(qū)別。P 基片適用于低電壓（150伏以下），因?yàn)樗鼈冊(cè)趽舸╇妷簳r(shí)的動(dòng)作與P基片的有些不同；P基片的器件在擊穿時(shí)更“銳利”。 在電壓高于150伏時(shí)， N基片的器件顯得更耐用一些。
可控硅提供給電路的是二級(jí)保護(hù)。因?yàn)樗鼈兪且粋€(gè)半導(dǎo)體器件，工作很快，而且可以維持相對(duì)大的電流。當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)火花時(shí)，器件立即將它箝位到一個(gè)初始的導(dǎo)通電壓。如果火花具有相當(dāng)大的能量，則可控硅再擊穿至全導(dǎo)通狀態(tài)。在這個(gè)狀態(tài)，器件兩端的電壓僅有2~4V。
4 電話設(shè)備中的保護(hù)器件
據(jù)SGS-Thomson微電子公司稱，通訊系統(tǒng)特別容易因雷電感應(yīng)的脈沖而損壞。電話公司必須使用兩級(jí)保護(hù)：在每根線上的第一級(jí)抑制器吸收過(guò)電壓瞬變的主要部分，第二級(jí)保護(hù)器件安裝在單個(gè)的抑制電路板上以除去剩余的過(guò)電壓脈沖。第一級(jí)抑制器必須具有很強(qiáng)的抑制電流浪涌的能力，并能經(jīng)受高電壓。因此，傳統(tǒng)的解決辦法是采用氣體放電管或者碳放電隙技術(shù)。來(lái)自SGS-Thomson 公司生產(chǎn)的表面安裝CLP200M保護(hù)器件可為電話線提供瞬變過(guò)壓和過(guò)流保護(hù)。這種器件適用于模擬和ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)）線卡以及PABX系統(tǒng)、主分配機(jī)構(gòu)等。一級(jí)保護(hù)模塊的峰值脈沖電流額定為100A，寬度是10~1000m S。器件符合Bellcore TRNWT-000974和CCITT K20標(biāo)準(zhǔn)，因此可提供可靠的抗雷電脈沖高達(dá)4kV的保護(hù)以及由于線間耦合或碰線引起的更持久的的保護(hù)。
數(shù)字式 T1/E1電話線路以其低廉的成本和優(yōu)越的性能很快取代了傳統(tǒng)的模擬式線路。其結(jié)果是，Tl/El線現(xiàn)在被越來(lái)越多地用于電話公司的受到保護(hù)的中心辦公室以外的環(huán)境，使它主要為線卡設(shè)計(jì)者所用，以便在他們的設(shè)計(jì)中包括適當(dāng)?shù)乃沧儽Ｗo(hù)。
SGS-Thomson公司還提供SMP75-8，它是一種低壓雙向瞬變抑制器，這是為T(mén)l/El數(shù)字電話和類似應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一級(jí)保護(hù)產(chǎn)品。在上述的兩種應(yīng)用中高速的數(shù)字信號(hào)處于雷電感應(yīng)脈沖以及其它瞬變電壓的環(huán)境之中。典型的器件線卡的放電保護(hù)功能可由另外兩種器件來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種是DA108S1二極管陣列，它可以保護(hù)SLIC芯片免受任何通過(guò)變壓器的剩余能量的損害；另一種是SMBJ 6.0A Transil 二極管，它可以對(duì)電源耦合的浪涌電壓進(jìn)行箝位。
5 非電話設(shè)備中使用的保護(hù)器件
通用儀器公司（General Instrument）是世界上電源整流器和保護(hù)器件設(shè)計(jì)、制造的領(lǐng)導(dǎo)者。該公司提供很多整流器的封裝和接插結(jié)構(gòu)，包括密封塑料、鈍化玻璃和表面安裝型的。
Protek公司生產(chǎn)很多種瞬變電壓保護(hù)的產(chǎn)品，范圍涉及板級(jí)的、表面安裝型的直到大功率型的。該公司的最新產(chǎn)品SM16P6K05系列是以SO-16封裝的600W TVS陣列。該系列器件能夠承受大于40kV的ESD。
德州儀器公司（TI）的TL7726系列設(shè)有6個(gè)相同的的箝位電路，這些電路監(jiān)視輸入電壓與基準(zhǔn)電壓的差值。對(duì)一個(gè)低于基準(zhǔn)電壓但高于地電壓的輸入電壓，該箝位電路對(duì)地呈現(xiàn)極大的阻抗，吸入電流少于10m A；當(dāng)輸入電壓低于地或高于基準(zhǔn)電壓時(shí)箝位電路將起作用。當(dāng)箝位電路工作時(shí)，它具有十分低的阻抗并能吸入高達(dá)25mA 的電流，箝位電路的用途是提供一個(gè)防止電路損壞的安全保護(hù)。
SGS-Thomson公司制造的Transil二極管陣列，它在一個(gè)緊密的封裝中集成18個(gè)二極管，這種封裝可以容易地安裝在被保護(hù)的電路板上。這樣做既節(jié)省了用分離的二極管組成保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用，也增加了系統(tǒng)的可靠性。
Semitron公司利用一系列技術(shù)研制出了品種繁多的保護(hù)器件，例如，該公司曾開(kāi)發(fā)了一種氣體管/可控硅混合器件，這一器件由兩個(gè)雙向瞬變電壓保護(hù)器與一個(gè)快速導(dǎo)通氣體管并聯(lián)。氣體管的導(dǎo)通特性和瞬變電壓保護(hù)器是經(jīng)過(guò)仔細(xì)匹配的。當(dāng)瞬變發(fā)生時(shí)，瞬變電壓保護(hù)器將電壓箝位以保護(hù)電路，然后更高的能量使氣體管點(diǎn)火導(dǎo)通。
Semitron公司的可控硅產(chǎn)品有某些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，T10系列的封裝因?yàn)橛幸粋€(gè)極大的表面積可以耗散足夠的熱量，因此能夠滿足功率特性。此外，保持電流被控制在一個(gè)最大值和最小值范圍內(nèi)，避免了器件中熱量的增加。舉例來(lái)說(shuō)，T10C的峰值脈沖電流可額定為250A，而它的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品只能達(dá)到150A。
Teccor Electronics公司用可控硅半導(dǎo)體技術(shù)生產(chǎn)用于有線電視、計(jì)算機(jī)以及電話等行業(yè)中的SCR（可控硅整流器）、三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)、SIDAC（雙向開(kāi)關(guān)元件）和瞬變電壓抑制器等元件。實(shí)際上，電子元件的每一條進(jìn)入或輸出線都應(yīng)有自己特有的保護(hù)電路。接口電路（Interface-IC）制造商近來(lái)在這一領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)展，各種保護(hù)器件的長(zhǎng)期規(guī)劃也已提出。所以，不久的將來(lái)將會(huì)有更多性能優(yōu)良的半導(dǎo)體保護(hù)器件問(wèn)世，以使電路板上的電子元件的工作更加安全可靠。
1 造成電子元件損壞的原因
過(guò)去，只有靜電直接放電才能導(dǎo)致電子元件的故障，現(xiàn)在，由于附近放電而產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場(chǎng)就可以輕易地?fù)p壞今天的高速系統(tǒng)，且系統(tǒng)速度越快，就越易受到影響。據(jù)Kimmel Gerke稱，1~3ns的放電就可以產(chǎn)生強(qiáng)電磁場(chǎng)。在1ns的時(shí)間內(nèi)，放電相應(yīng)帶寬就高達(dá)300多兆赫，這就表明，需要VHF/ UHF屏蔽及接地技術(shù)。
閃電可以使鄰近雷擊點(diǎn)的地電位產(chǎn)生很大的波動(dòng)，有時(shí)可高達(dá)100kV。由閃電而產(chǎn)生的電磁場(chǎng)也有可能帶來(lái)麻煩，一個(gè)精心設(shè)計(jì)的單點(diǎn)接地系統(tǒng)是不可缺少的。然而，在本地網(wǎng)絡(luò)中，只有一端電纜線接地進(jìn)行屏蔽，這使得網(wǎng)絡(luò)很容易受高頻干擾。
Maxim公司研究表明，集成電路在超出額定電壓情況下工作，被損壞的可能性極大，甚至徹底癱瘓。集成電路在斷電或不連續(xù)供電狀況下工作會(huì)造成自身?yè)p壞或其它線路的損壞 。
在模塊控制系統(tǒng)中，由于電源與信號(hào)在輸往同一模塊的過(guò)程中相互干擾互相影響的故障經(jīng)常發(fā)生。由強(qiáng)電流或高電壓產(chǎn)生的以下結(jié)果將損壞集成電路：
局部過(guò)度受熱 金屬線受損
硅熔化 電壓過(guò)高造成門(mén)電路失效
由于硅中混雜有鋁而導(dǎo)致?lián)舸┗蚨搪贰 ?電熱傳導(dǎo)導(dǎo)致晶體管受損
2 線路連接中應(yīng)注意的問(wèn)題和傳統(tǒng)的保護(hù)器件
ESD電流波的特點(diǎn)是上速度升極快，因此電流在電路中通過(guò)時(shí)受電路中分散的寄生阻抗的影響很大。注意外部配置將確保集成電路的的良好性能，不同的集成電路，應(yīng)有不同的電路配置，例如，Maxim的接口電路建議以下各點(diǎn)：
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模擬電路接線技術(shù)，把所有的旁路和電荷泵電容器盡量向集成電路靠近
在印刷電路上設(shè)置一個(gè)接地平面
使引線電感和電容最小化，并且使集成電路盡可能靠近電路板的I/O端口
一個(gè)氣體放電抑制器有兩個(gè)電極，他們安置在一個(gè)充滿氣體的管子內(nèi)，彼此相距很近。當(dāng)高電壓（90，150，230，260和350V是典型的氣體管電壓）加到兩極時(shí)，管中的氣體發(fā)生電離，電路導(dǎo)通。在斷路狀態(tài)下，管子的電阻很大；導(dǎo)通時(shí)，電阻很小。氣體管導(dǎo)通速度相對(duì)來(lái)說(shuō)較慢，但可承受很大的沖擊電流。遺憾的是。一些氣體管在經(jīng)受幾百次的沖擊后，就會(huì)燒掉。
早期的氣體管靠放射性金屬使氣體始終保持部分電離。Semitron通過(guò)嚴(yán)格控制混合氣體和電極上的鍍層而研制出了一種無(wú)須放射性金屬的氣體管。
金屬氧化物變阻器 （MOV）價(jià)格低廉，能夠通過(guò)大電流而不受損，且很耐用。然而，每導(dǎo)通一次，其性能就會(huì)下降，在超載狀態(tài)下，它將開(kāi)路失效。MOV實(shí)際上是一種粉末壓實(shí)產(chǎn)品，人們普遍認(rèn)為它比半導(dǎo)體器件的反應(yīng)速度慢（但并不是絕對(duì)如此）。
理想狀態(tài)下，一個(gè)分支保護(hù)器件的電容應(yīng)當(dāng)為零。典型的氣體放電管的電容是1~2.5pF，而半導(dǎo)體器件的電容范圍為100~5000pF。
3 新型的瞬變電壓抑制器及其工作機(jī)理
瞬變電壓抑制器（TVS）是特別設(shè)計(jì)用來(lái)提供過(guò)壓保護(hù)的二極管。TVS 二極管的特點(diǎn)是：電流調(diào)節(jié)能力強(qiáng), 工作電壓和箝位電壓低、實(shí)際反應(yīng)時(shí)間快。這些特點(diǎn)使得它成為電路板保護(hù)的理想器件。TVS目前已有零售和大批量供應(yīng)。
Motorola研制的共陽(yáng)極單片雙SOT-23封裝的齊納二極管，其特征是：兩個(gè)齊納 SOT-23在同一個(gè)封裝中，承受電壓的范圍是10V~91V。Motorola同時(shí)還宣布其傳統(tǒng)產(chǎn)品的《Technical Zener Handbook》已經(jīng)更新。
Maxim研制出的電路板保護(hù)器件是和受保護(hù)電路串聯(lián)的，而不是并聯(lián)的。MAX366和MAX367是多功能的兩端的電路保護(hù)器件。被串聯(lián)于信號(hào)線里的每一個(gè)這種兩端的保護(hù)器件保護(hù)的電壓范圍：接近或超過(guò)常用的供電電壓直到40V。MAX366包括3個(gè)獨(dú)立的保護(hù)器件而MAX367則有8個(gè) 保護(hù)器件，應(yīng)用它們能夠保護(hù)單極（4.5V~36V）或雙極（± 2.5~± 18V）電源。這些器件是電壓敏感型的MOSFET晶體管陣列。加電時(shí)，導(dǎo)通；斷電時(shí)，開(kāi)路。供以± 10V的電壓，導(dǎo)通電阻的最大值是100歐，溫度為25℃時(shí)，漏電流小于1nA。
當(dāng)信號(hào)電壓超過(guò)或達(dá)到任何一個(gè)電源電壓附近1.5V左右時(shí)，保護(hù)器兩端電阻明顯增大（無(wú)論電源是接通還是斷開(kāi)時(shí)），從而限制了過(guò)大的電流和輸出電壓。受保護(hù)的一端保持了正確的極性并且將電壓箝制在電源電壓范圍的1.5V以下，沒(méi)有“閃爍”或極性反向等現(xiàn)象發(fā)生。
AD公司也生產(chǎn)串聯(lián)保護(hù)器。單路、三路、八路介質(zhì)隔離的通道保護(hù)器件，不管在斷開(kāi)還是接通電源的情況下，都能對(duì)后續(xù)器件提供自動(dòng)電路保護(hù) 。當(dāng)輸入電壓超過(guò)用戶選擇的電源極限電壓時(shí)，ADG46×系列可自動(dòng)地將一個(gè)內(nèi)部的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，ADG46×系列可承受的連續(xù)輸入電壓范圍為± 35V。單通道的ADG465型，三通道的ADG466型以及八通道的ADG467型器件在雙極性和單極性電源下都能工作。ADG465的接通電阻為50歐，ADG466和ADG467為100歐，輸入漏電流規(guī)定為+500nA（最大值）。
可控硅保護(hù)器件就象一個(gè)沒(méi)有門(mén)的閘。當(dāng)發(fā)生瞬變時(shí)，在可硅硅瞬變保護(hù)器件兩端的電壓將會(huì)增大直到達(dá)到它的導(dǎo)通電壓。在這時(shí)，器件將工作于雪崩方式，這使瞬變電壓被限制而只增加少許，這是因?yàn)槠骷D(zhuǎn)移了大量的電流。當(dāng)瞬變電流上升時(shí)通過(guò)器件的電流將達(dá)到極大的水平，導(dǎo)致器件切換到全導(dǎo)通狀態(tài)。在該狀態(tài)時(shí)，器件兩端只有少許電壓，從雪崩方式切換到全導(dǎo)通狀態(tài)的電壓通常稱為擊穿電壓。（Breakover Voltage）。
當(dāng)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，由于器件兩端的電壓很低，從而限制了在這些器件上的功耗，因而可分流很大電流而不損壞。使該器件重新恢復(fù)到非導(dǎo)通狀態(tài)是由電流來(lái)控制的，當(dāng)電流跌落到某一稱為“保持電流”以下的數(shù)值時(shí)器件自動(dòng)恢復(fù)。
N基片和P基片的可控硅器件有一些區(qū)別。P 基片適用于低電壓（150伏以下），因?yàn)樗鼈冊(cè)趽舸╇妷簳r(shí)的動(dòng)作與P基片的有些不同；P基片的器件在擊穿時(shí)更“銳利”。 在電壓高于150伏時(shí)， N基片的器件顯得更耐用一些。
可控硅提供給電路的是二級(jí)保護(hù)。因?yàn)樗鼈兪且粋€(gè)半導(dǎo)體器件，工作很快，而且可以維持相對(duì)大的電流。當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)火花時(shí)，器件立即將它箝位到一個(gè)初始的導(dǎo)通電壓。如果火花具有相當(dāng)大的能量，則可控硅再擊穿至全導(dǎo)通狀態(tài)。在這個(gè)狀態(tài)，器件兩端的電壓僅有2~4V。
4 電話設(shè)備中的保護(hù)器件
據(jù)SGS-Thomson微電子公司稱，通訊系統(tǒng)特別容易因雷電感應(yīng)的脈沖而損壞。電話公司必須使用兩級(jí)保護(hù)：在每根線上的第一級(jí)抑制器吸收過(guò)電壓瞬變的主要部分，第二級(jí)保護(hù)器件安裝在單個(gè)的抑制電路板上以除去剩余的過(guò)電壓脈沖。第一級(jí)抑制器必須具有很強(qiáng)的抑制電流浪涌的能力，并能經(jīng)受高電壓。因此，傳統(tǒng)的解決辦法是采用氣體放電管或者碳放電隙技術(shù)。來(lái)自SGS-Thomson 公司生產(chǎn)的表面安裝CLP200M保護(hù)器件可為電話線提供瞬變過(guò)壓和過(guò)流保護(hù)。這種器件適用于模擬和ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)）線卡以及PABX系統(tǒng)、主分配機(jī)構(gòu)等。一級(jí)保護(hù)模塊的峰值脈沖電流額定為100A，寬度是10~1000m S。器件符合Bellcore TRNWT-000974和CCITT K20標(biāo)準(zhǔn)，因此可提供可靠的抗雷電脈沖高達(dá)4kV的保護(hù)以及由于線間耦合或碰線引起的更持久的的保護(hù)。
數(shù)字式 T1/E1電話線路以其低廉的成本和優(yōu)越的性能很快取代了傳統(tǒng)的模擬式線路。其結(jié)果是，Tl/El線現(xiàn)在被越來(lái)越多地用于電話公司的受到保護(hù)的中心辦公室以外的環(huán)境，使它主要為線卡設(shè)計(jì)者所用，以便在他們的設(shè)計(jì)中包括適當(dāng)?shù)乃沧儽Ｗo(hù)。
SGS-Thomson公司還提供SMP75-8，它是一種低壓雙向瞬變抑制器，這是為T(mén)l/El數(shù)字電話和類似應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一級(jí)保護(hù)產(chǎn)品。在上述的兩種應(yīng)用中高速的數(shù)字信號(hào)處于雷電感應(yīng)脈沖以及其它瞬變電壓的環(huán)境之中。典型的器件線卡的放電保護(hù)功能可由另外兩種器件來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種是DA108S1二極管陣列，它可以保護(hù)SLIC芯片免受任何通過(guò)變壓器的剩余能量的損害；另一種是SMBJ 6.0A Transil 二極管，它可以對(duì)電源耦合的浪涌電壓進(jìn)行箝位。
5 非電話設(shè)備中使用的保護(hù)器件
通用儀器公司（General Instrument）是世界上電源整流器和保護(hù)器件設(shè)計(jì)、制造的領(lǐng)導(dǎo)者。該公司提供很多整流器的封裝和接插結(jié)構(gòu)，包括密封塑料、鈍化玻璃和表面安裝型的。
Protek公司生產(chǎn)很多種瞬變電壓保護(hù)的產(chǎn)品，范圍涉及板級(jí)的、表面安裝型的直到大功率型的。該公司的最新產(chǎn)品SM16P6K05系列是以SO-16封裝的600W TVS陣列。該系列器件能夠承受大于40kV的ESD。
德州儀器公司（TI）的TL7726系列設(shè)有6個(gè)相同的的箝位電路，這些電路監(jiān)視輸入電壓與基準(zhǔn)電壓的差值。對(duì)一個(gè)低于基準(zhǔn)電壓但高于地電壓的輸入電壓，該箝位電路對(duì)地呈現(xiàn)極大的阻抗，吸入電流少于10m A；當(dāng)輸入電壓低于地或高于基準(zhǔn)電壓時(shí)箝位電路將起作用。當(dāng)箝位電路工作時(shí)，它具有十分低的阻抗并能吸入高達(dá)25mA 的電流，箝位電路的用途是提供一個(gè)防止電路損壞的安全保護(hù)。
SGS-Thomson公司制造的Transil二極管陣列，它在一個(gè)緊密的封裝中集成18個(gè)二極管，這種封裝可以容易地安裝在被保護(hù)的電路板上。這樣做既節(jié)省了用分離的二極管組成保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用，也增加了系統(tǒng)的可靠性。
Semitron公司利用一系列技術(shù)研制出了品種繁多的保護(hù)器件，例如，該公司曾開(kāi)發(fā)了一種氣體管/可控硅混合器件，這一器件由兩個(gè)雙向瞬變電壓保護(hù)器與一個(gè)快速導(dǎo)通氣體管并聯(lián)。氣體管的導(dǎo)通特性和瞬變電壓保護(hù)器是經(jīng)過(guò)仔細(xì)匹配的。當(dāng)瞬變發(fā)生時(shí)，瞬變電壓保護(hù)器將電壓箝位以保護(hù)電路，然后更高的能量使氣體管點(diǎn)火導(dǎo)通。
Semitron公司的可控硅產(chǎn)品有某些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，T10系列的封裝因?yàn)橛幸粋€(gè)極大的表面積可以耗散足夠的熱量，因此能夠滿足功率特性。此外，保持電流被控制在一個(gè)最大值和最小值范圍內(nèi)，避免了器件中熱量的增加。舉例來(lái)說(shuō)，T10C的峰值脈沖電流可額定為250A，而它的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品只能達(dá)到150A。
Teccor Electronics公司用可控硅半導(dǎo)體技術(shù)生產(chǎn)用于有線電視、計(jì)算機(jī)以及電話等行業(yè)中的SCR（可控硅整流器）、三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)、SIDAC（雙向開(kāi)關(guān)元件）和瞬變電壓抑制器等元件。實(shí)際上，電子元件的每一條進(jìn)入或輸出線都應(yīng)有自己特有的保護(hù)電路。接口電路（Interface-IC）制造商近來(lái)在這一領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)展，各種保護(hù)器件的長(zhǎng)期規(guī)劃也已提出。所以，不久的將來(lái)將會(huì)有更多性能優(yōu)良的半導(dǎo)體保護(hù)器件問(wèn)世，以使電路板上的電子元件的工作更加安全可靠。
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