电路保护主要有两种形式：过压保护和过流保护。选择适当的电路保护器件是实现高效、可靠电路保护设计的关键，涉及到电路保护器件的选型，我们就必须要知道各电路保护器件的作用。在选择电路保护器件的时候我们要知道保护电路不应干扰受保护电路的正常行为，此外，其还必须防止任何电压瞬态造成整个系统的重复性或非重复性的不稳定行为。

　　电路保护最常见的器件有三：GDT、MOV和TVS。

　　GDT(陶瓷气体放电管)

　　在正常的工作条件下，一只GDT的并联阻抗约为1TΩ ，并联电容为1pF以下。当施加在GDT两端的电势低于气体电离电压(即“辉光”电压)时，GDT的小漏电流(典型值小于1 pA)和小电容几乎不发生变化。一旦GDT达到辉光电压，其并联阻抗将急剧下降，从而电流流过气体。不断增加的电流使大量气体形成等离子体，等离子体又使该器件上的电压进一步降低至15V左右。当瞬变源不再继续提供等离子电流时，等离子体就自动消失。GDT的净效果是一种消弧作用，它能在1ms内将瞬变事件期间的电压限制在大约15V以下。GDT的一个主要优点是迫使大部分能量消耗在瞬变的源阻抗中，而不是消耗在保护器件或被保护的电路中。GDT的触发电压由信号电压的上升速率(dV/dt)、GDT的电极间隔、气体类型以及气体压力共同确定。该器件可以承受高达20 kA的电流。

　　GDT有单极和三极两种形式。三极GDT是

　　一个看似简单的器件，能在大难临头的关键时刻保持一个差分线对的平衡：少许的不对称可以使瞬变脉冲优先耦合到平衡馈线的某一侧，因而产生一个巨大的差分信

　　号。即使瞬变事件对称地发生在平衡馈线上，两个保护器件响应特性的微小差别也会使一个破坏性的脉冲振幅出现在系统的输入端上。三极GDT在一个具有共用气体容积的管内提供一个差分器件和两个并联器件。造成一对电极导通的任何条件都会使所有三个电极之间导通，因为气体的状态(绝缘状态、电离状态或等离子状态)决定了放电管的行为。

　　MOV(压敏电阻)

　　它是一种是随电压而变化的非线性电阻器。烧结的金属氧化物形成一种犹如两个背对背串接的齐纳二极管的结构。在正常工作情况下，MOV的典型漏电流为10 mA量级，并联电容约为45 pF。电压升高到超过MOV阈值，就会使其中一个分布式齐纳二极管产生雪崩，因而使该器件对被保护的节点进行箝位。不断增加的电流最终使器件两端的电压上升——这是大多数批量材料都有的一个限制因素。

　　作为一种箝位器件，MOV能大量吸引瞬变能量，而气体放电管则将瞬变能量耗散在瞬变源阻抗以及瞬变源与被保护节点之间的电阻中。在容许MOV的漏电和并联电容的应用场合(如电源、POTS和工业传感器)，MOV可配合GDT，对闪电引起的瞬变进行良好的二次防护，因为MOV的触发速度要比气体等离子体避雷器快一个数量级。反复出现的过热应力的累积会使MOV过热，降低其性能。因此，务必仔细分析你打算支持的瞬变规范，确定你要求MOV吸收的总能量和最坏情况下的瞬变重复率，保守地制定器件的规格。

　　TVS(瞬变电压抑制器)

　　一个TVS的并联电容通常只有几十皮法，但有些新的TVS的并联电容增加了不到10 pF。电压最低的TVS，其漏电流往往为100mA以上，而工作电压为12V以上的TVS，其漏电流则为5mA以下。

　　当前TVS的发展趋势是提高集成度，支持高密度便携设备。在芯片尺寸封装中包含多个器件，使节点间隙更好地匹配被保护的IC或接口连接器。集成的TVS与EMI滤波器可在一个封装内完成两个关键任务，并可简化通过I/O口布放总线的工作。多个TVS封装因其小巧而成为高密度组件中最常见的保护器件。

　　GDT/MOV/TVS的比较

　　压敏电阻的响应时间为ns级，比空气放电管快，比TVS管稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。压敏电阻的结电容一般在几百到几千Pf的数量级范围，很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中，应用在交流电路的保护中时，因为其结电容较大会增加漏电流，在设计防护电路时需要充分考虑。压敏电阻的通流容量较大，但比气体放电管小。具体可分为以下四点：

　　在反应时间上，压敏电阻介于TVS管和气体放电管之间，TVS管为皮秒级，压敏电阻略慢，为纳秒级;而气体放电管最慢，通常为几十个纳秒甚至更多。

　　在通流容量上，压敏电同样介于TVS管和气体放电管之间，TVS管通常只有几百A;而压敏电阻按不同规格，可通过数KA到数十KA的单次8/20μS浪涌电流;而对于气体放电管来说通常10KA级别8/20μS浪涌电流可导通数百次。

　　从原理上看，TVS管基于二极管雪崩效应;压敏电阻器基于氧化锌晶粒间的势垒作用;而气体放电管则是基于气体击穿放电。

　　在电压范围方面，TVS管通常为5.5V到550V;压敏电阻的范围较宽，可从10V到9000V;而气体放电管可从75V到3500V。

　　这三种器件各有各的绝技，如何选择，就看你想要防止的损害是什么了，而且在具体的防护方案设计时，并没有规定说只能选择一种防护器件。FAE工程师完全可以根据实际的防护应用，将这三大主力电路保护器件组合使用，相信其叠加的防护能力一定优于单独使用的防护等级。小硕来举个例子：在电源系统的防雷保护电路中，采用压敏电阻与陶瓷气体放电管配合使用的方案很多，特别是在铁路、通信系统已被广泛使用。压敏电阻与陶瓷气体放电管配合使用的保护电路尽管有许多优点，例如：降低残压、控制压敏电阻的劣化等，但在使用过程中如果电路设计或元件选型存在问题，可能会导致保护电路出现燃烧、爆炸等故障，影响系统的正常运行，因此在选型环节，工程师一定要进行多次模拟测试，从而实现防护方案的可靠性和实用性。

电路保护元器件分类

一、元件：工厂在加工产品是没有改变分子成分产品可称为元件，不需   要能源的器件。它包括：电阻、电容、电感器。(又可称为被动元件PassiveComponents) 　　

(1)电路类器件：二极管，电阻器等等 　　

(2)连接类器件：连接器，插座，连接电缆，印刷电路板(PCB) 。

二、器件：工厂在生产加工时改变了分子结构的器件称为器件。　　

器件分为： 　　

1、主动器件，它的主要特点是：(1)自身消耗电能(2)还需要外界电源。 　　

2、分立器件，分为：

(1)双极性晶体三极管

(2)场效应晶体管

(3)可控硅

(4)半导体电阻电容

下面列举一部分元器件为大家叙述其作用。

电子元件：

电阻　　

   电阻在电路中用“R”加数字表示,如:R1表示编号为1的电阻。电阻在电路中的主要作用为：分流、限流、分压、偏置等. 电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C13表示编号为13的电容)。电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。

电容

   电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关。

电感器

    电感器在电子制作中虽然使用得不是很多，但它们在电路中同样重要。我们认为电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。电感器用符号L表示，它的基本单位是亨利（H），常用毫亨（mH）为单位。它经常和电容器一起工作，构成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了阻流圈、变压器、继电器等。

电子器件：

晶体二极管　　

   晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示,如: D5表示编号为5的二极管。

作用：二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。

正因为二极管具有上述特性,无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管(如1N4004)、隔离二极管(如1N4148)、肖特基二极管(如BAT85)、发光二极管、稳压二极管等.

八大常用基础电路保护器件作用 

作为一名电子工程师，对于电路不说必须要非常精通，但至少能够看得懂电路，知道电路保护器件的作用，在客户提出防护需求时，及时给出有效且具有实施性的整改意见。以下是工程师合力整理的一些电路保护器件的基础作用总结，希望对大家能够有所帮助。

    电路保护元器件应用领域广泛，只要有电的地方就有安装电路保护元器件的必要，如各类家用电器、家庭视听及数码产品、个人护理等消费类电子产品、计算机及其周边、手机及其周边、照明、医疗电子、汽车电子、电力、工业设备等，涵

    盖人们生产生活的方方面面。电路保护主要有两种形式：过压保护和过流保护。选择适当的电路保护器件是实现高效、可靠电路保护设计的关键，涉及到电路保护器

    件的选型，我们就必须要知道各电路保护器件的作用。在选择电路保护器件的时候我们要知道保护电路不应干扰受保护电路的正常行为，此外，其还必须防止任何电

    压瞬态造成整个系统的重复性或非重复性的不稳定行为。

    防雷过压器件分为钳位型过压器件和开关型过压器件，开关型过压器件就是我们熟知的防雷器件:陶瓷气体放电管、半导体放电管和玻璃放电管;钳位型过压器件有瞬态抑制二极管、压敏电阻、贴片压敏电阻和ESD放电二极管;过流器件则以PTC元件自恢复保险丝为主，以下是其具体作用：

    1.放电管的作用：放电管常用于多级保护电路中的第一级或前两级，起泄放雷电暂态过电流和限制过电压作用，放电管是通过将电压限制在较低的水平，从而起到保护作用。硕凯电子的放电管又分为气体放电管和固体放电管，气体放电管主要以陶瓷气体放电管和玻璃气体放电管为主，具体应用中放电管类别和型号的选择则需要工程师根据产品应用

    端口的防护等级以及相关选型参数来确定。

    2.瞬态抑制二极管的作用：瞬态抑制二极管能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

    3.压敏电阻的作用：压敏电阻是一种限压型保护器件，电路保护中主要是利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。

    4.贴片压敏电阻的作用：贴片压敏电阻主要用于保护元件和电路，防止在电源供应、控制和信号线产生的ESD。

    5.ESD静电放电二极管的作用：ESD静电放电二极管是一种过压、防静电保护元件，是为高速数据传输应用的I/O端口保护设计的器件。ESD保护器件是用来避免电子设备中的敏感电路受到ESD(静电放电)的影响。可提供非常低的电容，具有优异的传输线脉冲(TLP)测试，以及IEC6100-4-2测试能力，尤其是在多采样数高达1000之后，进而改善对敏感电子元件的保护。

    6.PTC自恢复保险丝的作用：电路正常工作时它的阻值很小(压降很小)，当电路出现过流使它温度升高时，阻值急剧增大几个数量级，使电路中的电流减小到安全值以下，从而使后面的电路得到保护。当故障排除之后，PPTC元件很快冷却并将回复到原来的低电阻状态，这样又象一只新的PPTC元件一样可以重新工作了。

    7.电感的作用：电磁的关系相信大家都清楚，电感的作用就是在电路刚开始的时候，一切还不稳定的时候，如果电感中有电流通过，就一定会产生一个与电流方向相反的感应电流(法拉第电磁感应定律)，等到电路运行了一段时间后，一切都稳定了，电流没有什么变化了，电磁感应也就不会产生电流，这时候就稳定了，不会出现突发性的变故，从而保证了电路的安全，就像水车，一开始由于阻力转动的比较慢，后来慢慢趋于平和。

    电感还有一个作用就是通直流，阻交流，这个用的不多，我也不太清楚具体怎么用，等用到了再和大家分享

    8.磁珠的作用：磁珠有很高的电阻率和磁导率，他等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。 他比普通的电感有更好的高频滤波特性，在高频时呈现阻性，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高调频滤波效果，在以太网芯片上用到过。