瞬態(tài)電壓和瞬態(tài)電流事件，通常稱為電源浪涌、電壓浪涌或電流尖峰，是許多電子應(yīng)用中相對(duì)常見的現(xiàn)象。瞬態(tài)浪涌可能由多種人為或自然因素引起。

人為因素包括電磁脈沖、高功率發(fā)射器、雷達(dá)、雷達(dá)干擾器、電子對(duì)抗 (ECM)、破壞性故障變壓器、開關(guān)活動(dòng)、電弧電子設(shè)備（焊機(jī)）、工業(yè)電感負(fù)載和設(shè)計(jì)不良的電子設(shè)備?？赡軐?dǎo)致瞬態(tài)浪涌的自然電磁干擾 (EMI) 現(xiàn)象包括照明、太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射（極光）和其他太陽/宇宙天氣條件。

無論是人為的還是自然的，瞬態(tài)浪涌都會(huì)導(dǎo)致電壓和電流狀況，從而徹底摧毀、損壞或降低未得到適當(dāng)保護(hù)的電子設(shè)備的性能。過壓和過流是導(dǎo)致電子設(shè)備故障的一種機(jī)制，但如果持續(xù)存在足夠高的瞬態(tài)電壓/電流，也會(huì)出現(xiàn)過熱和降額。對(duì)于通常放置在國防/航空航天、工業(yè)、汽車和屋頂/高塔頂部等環(huán)境中的敏感射頻電子設(shè)備來說尤其如此，這些電子系統(tǒng)可能更容易受到危險(xiǎn)的 EMI 輻射。

由于天線附近的射頻電子設(shè)備下游或者通信、雷達(dá)和其他傳感設(shè)備的射頻前端 (RFFE) 中通常存在敏感的模擬和數(shù)字電路，因此保護(hù)射頻電子設(shè)備并防止瞬態(tài)浪涌傳導(dǎo)至電子/電氣系統(tǒng)并損壞其他敏感設(shè)備至關(guān)重要。

射頻浪涌保護(hù)

保護(hù)射頻電路的方法和技術(shù)多種多樣。這些方法與保護(hù)直流或交流電子設(shè)備的方法略有不同，因?yàn)樯漕l電子浪涌保護(hù)技術(shù)仍然需要允許高頻信號(hào)通過。常見的射頻電子浪涌保護(hù)技術(shù)采用金屬氧化物壓敏電阻 (MOV)、硅雪崩抑制二極管 (SASD)、基于濾波器的解決方案和氣體放電管。

金屬氧化物壓敏電阻 (MOV)

MOV 是一種基于半導(dǎo)體的電壓相關(guān)可變電阻器，通常與負(fù)載或需要保護(hù)的組件并聯(lián)或分流。在低電壓下，MOV 表現(xiàn)出高電阻。然而，在高電壓下，MOV 表現(xiàn)出非線性電壓/電流特性，導(dǎo)致表觀電阻低得多。

射頻設(shè)計(jì)的四種關(guān)鍵浪涌保護(hù)方法

將 MOV 與負(fù)載并聯(lián)放置的結(jié)果是，在高電壓峰值下，MOV 將在幾微秒內(nèi)過渡到負(fù)載周圍的低阻抗路徑，可能接地。MOV 是雙向的，可以觀察到高能量。MOV 是有用的保護(hù)電路，即使它們的動(dòng)作比其他解決方案慢，因?yàn)樗鼈兛梢詮娜我环较蜚Q位，這可能對(duì)各種 EMI 或瞬態(tài)浪涌感應(yīng)事件有益。

硅雪崩抑制二極管 (SASD)

SASD 是真正的固態(tài)半導(dǎo)體浪涌抑制裝置。這些裝置旨在利用雪崩擊穿現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電流傳輸突然快速增加。如果將 SASD 放置在帶有要保護(hù)的負(fù)載或設(shè)備/組件的分流器中，瞬態(tài)過壓將觸發(fā)此擊穿并導(dǎo)致分流到地。與 MOV 相比，SASD 具有極快的響應(yīng)時(shí)間，這使得它們?cè)诼?lián)網(wǎng)設(shè)備中的高速數(shù)字、RF 和 DC 應(yīng)用中非常常見。

SASD 通常不易發(fā)生熱失控，而 MOV 器件則不然，并且通?？梢赃\(yùn)行，除非超出其臨界電壓/電流處理能力，這通常比同類 MOV 器件的閾值要低。因此，通常會(huì)有混合器件將 MOV 和 SASD 器件串聯(lián)在一起，以實(shí)現(xiàn)兩種器件類型的優(yōu)勢(shì)。MOV 和 SASD 器件允許射頻頻率達(dá)到幾千兆赫，通常小于 3 GHz。

氣體放電管瞬態(tài)浪涌保護(hù)器/避雷器

氣體放電管通常由惰性氣體構(gòu)成，惰性氣體被封存在一個(gè)腔室中，該腔室電連接在潛在瞬時(shí)浪涌入口點(diǎn)和接地線之間。當(dāng)氣體放電管兩端出現(xiàn)足夠高的電壓時(shí)，其中的惰性氣體會(huì)電離并變成高導(dǎo)電通道，從而將路徑分流至下游電子設(shè)備而不是接地。

射頻設(shè)計(jì)的四種關(guān)鍵浪涌保護(hù)方法

電涌事件發(fā)生后，氣體放電管中分散的正離子和負(fù)離子重新結(jié)合，再次變?yōu)榉菍?dǎo)電性。因此，氣體放電管是一種多用途且有效的瞬態(tài)電涌抑制技術(shù)，尤其適用于雷擊事件。氣體放電管也常與 MOV 和 SASD 設(shè)備一起納入混合瞬態(tài)電涌保護(hù)/抑制設(shè)備中。氣體放電管可以構(gòu)造成允許射頻頻率運(yùn)行至幾千兆赫。

基于濾波器的瞬態(tài)電涌保護(hù)器

與本文討論的其他瞬態(tài)浪涌保護(hù)/抑制技術(shù)不同，基于濾波器的瞬態(tài)浪涌抑制器不會(huì)將多余的瞬態(tài)能量分流到地。相反，它們吸收電阻濾波器元件內(nèi)的能量或從濾波器輸入端口反射的能量。這樣，這些浪涌抑制器與 RF 信號(hào)路徑一致，而不是接地分流器。

本質(zhì)上，基于濾波器的瞬態(tài)電涌抑制器是帶通濾波器，旨在允許特定范圍的頻率以的插入損耗通過，但對(duì)于有限帶寬之外的頻率內(nèi)容的信號(hào)表現(xiàn)出非常高的衰減。