專利名稱：微隙放電管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氣體放電管，特別是一種微隙放電管。
放電管是一種在電子電路中起防雷、防高壓靜電作用的過(guò)壓保護(hù)器件。普通用半導(dǎo)體工藝制造的微隙放電管是在硅片上，用常規(guī)的半導(dǎo)體工藝刻蝕出10～100μm高的硅臺(tái)面，并在所述臺(tái)面上生長(zhǎng)一層絕緣物來(lái)獲得放電微隙，切片后，用充惰性氣體的玻璃管把硅片與上、下電極密封在一起構(gòu)成的。這種微隙放電管雖然體積小、耐電涌沖擊能力強(qiáng)、制造成本低，但由于微隙結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱，微隙的一邊為表面不可控的電極，導(dǎo)致微隙放電管二個(gè)方向的直流擊穿電壓不對(duì)稱，常有30V以上的電壓差，且直流擊穿電壓也不穩(wěn)定。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種具有對(duì)稱微隙結(jié)構(gòu)，可以保證微隙放電管二個(gè)方向的直流擊穿電壓基本對(duì)稱，直流擊穿電壓非常穩(wěn)定的微隙放電管。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)該微隙放電管包括一個(gè)玻璃管殼、兩個(gè)電極、兩根引線和一個(gè)芯片，芯片夾在兩個(gè)電極端面的中間，并被玻璃管密封在一起，殼內(nèi)有一個(gè)充滿純的或混合的惰性或非惰性氣體的氣體室，兩根引線分別與兩個(gè)電極相連作為微隙放電管的引出線，芯片由對(duì)稱的多層半導(dǎo)體、導(dǎo)體或絕緣體構(gòu)成。
所述的芯片可破切割成長(zhǎng)方體，其結(jié)構(gòu)為半導(dǎo)體—導(dǎo)體—絕緣體—導(dǎo)體—半導(dǎo)體。
所述的半導(dǎo)體可以是半導(dǎo)體硅材料，導(dǎo)體可以是金屬或非金屬，絕緣體可以是玻璃或陶瓷，其厚度為微隙的寬度。
本實(shí)用新型除有普通微隙放電管響應(yīng)速度快、沖擊擊穿電壓低、無(wú)光敏效應(yīng)、體積小、絕緣電阻高等特點(diǎn)外，它特別具有兩個(gè)方向的直流擊穿電壓基本對(duì)稱，電壓差小于10V，直流擊穿電壓穩(wěn)定，耐電涌沖擊能力強(qiáng)，能承受1500A、8/20μs和4000V、10/700μs電脈沖的沖擊，并且固有電容小于1PF。另外它用常規(guī)的半導(dǎo)體工藝和硅材料制造，使微隙放電管的制造成本大幅下降。


圖1為本實(shí)用新型微隙放電管的構(gòu)造示意圖。
圖2為本實(shí)用新型微隙放電管的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型之實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明如圖1、圖2所示，本微隙放電管具有玻璃管殼1，所述玻璃管殼1內(nèi)有一個(gè)半導(dǎo)體硅芯片2，該半導(dǎo)體硅芯片2與電極3a、3b的端面相接觸，并被玻璃管殼1密封，玻璃管殼1內(nèi)有一個(gè)充滿純的或混合的惰性或非惰性氣體的氣體室5，引線4a、4b分別與電極3a、3b相連接，所述半導(dǎo)體硅芯片2由半導(dǎo)體21a、導(dǎo)體22a、絕緣體23、導(dǎo)體22b、半導(dǎo)體21b五層材料制成，并被切割成長(zhǎng)方體，半導(dǎo)體21a、21b為半導(dǎo)體硅材料，導(dǎo)體22a、22b為金屬或非金屬，絕緣體23為玻璃、陶瓷等，絕緣體23的厚度即為微隙的寬度。
本實(shí)用新型可以直接并聯(lián)接入需要過(guò)壓保護(hù)的高頻或低頻電路使用，也可以與其它過(guò)壓保護(hù)器件或電路配合使用。在工作時(shí)，加在電極3a、3b二端的電壓會(huì)在半導(dǎo)體芯片2的絕緣體23附近產(chǎn)生一個(gè)非均勻的強(qiáng)電場(chǎng)，隨著這個(gè)電場(chǎng)的增強(qiáng)，絕緣體23(微隙)處產(chǎn)生了初始電子，初始電子在電場(chǎng)的作用下，與氣體分子發(fā)生碰撞，并產(chǎn)生電子和正離子，即開(kāi)始了沿芯片表面的微隙放電。較弱的初始放電電流是通過(guò)半導(dǎo)體芯片2的半導(dǎo)體硅層22a、22b流到電極3a、3b，隨著放電電流的增加，在半導(dǎo)體22a、22b上產(chǎn)生了較大的電壓降，這使得微隙附近的氣體電離區(qū)不斷擴(kuò)大，最后到達(dá)電極3a、3b處，這樣絕大部分放電電流就直接經(jīng)氣體電離區(qū)從一個(gè)電極流到另一個(gè)電極，而流過(guò)半導(dǎo)體芯片2的電流只占一個(gè)很小的比例，從而保證了半導(dǎo)體芯片2不會(huì)因流過(guò)的電流過(guò)大而燒毀。放電電流的進(jìn)一步增大(～100mA)，上述的輝光放電將變?yōu)榛」夥烹?，此時(shí)微隙放電管二端的電壓也將被鉗制為一個(gè)很低的水平(＜30V)，從而達(dá)到過(guò)壓保護(hù)的作用。本實(shí)用新型的直流擊穿電壓在80V～1500V之間可調(diào)，可以廣泛用于顯示器、天線電路、傳感器及數(shù)據(jù)線、電話等通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種微隙放電管，包括一個(gè)玻璃管殼(1)、芯片(2)、兩個(gè)電極(3a)、(3b)和與電極相連的兩根引線(4a)、(4b)，其特征在于所述芯片(2)由對(duì)稱的多層半導(dǎo)體、導(dǎo)體或絕緣體構(gòu)成，芯片(2)夾在兩個(gè)電極(3a)、(3b)端面的中間，并被玻璃管殼(1)密封在一起，殼內(nèi)有一個(gè)充滿純的或混合的惰性或非惰性氣體的氣體室(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的微隙放電管，其特征在于所述的芯片(2)呈長(zhǎng)方體，其結(jié)構(gòu)為半導(dǎo)體(21a)—導(dǎo)體(22a)—絕緣體(23)—導(dǎo)體(22b)—半導(dǎo)體(21b)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的微隙放電管，其特征在于所述的半導(dǎo)體(21a)、(21b)可以是半導(dǎo)體硅材料，導(dǎo)體(22a)、(22b)為金屬或非金屬，絕緣體(23)為玻璃或陶瓷，其厚度為微隙的寬度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及氣體放電管,它包括玻璃管殼、芯片和兩個(gè)電極,芯片夾在兩個(gè)電極端面的中間,并被玻璃管密封,殼內(nèi)有一個(gè)充滿純的或混合的惰性或非惰性氣體的氣體室,兩根引線分別與兩個(gè)電極相連,芯片由對(duì)稱的多層半導(dǎo)體、導(dǎo)體和絕緣體材料構(gòu)成。本實(shí)用新型具有對(duì)稱的微隙結(jié)構(gòu),可保證兩個(gè)方向的直流擊穿電壓基本對(duì)稱,電壓差小于10V,直流擊穿電壓穩(wěn)定,耐電涌沖擊能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)H01J17/00GK2384315SQ99218090
公開(kāi)日2000年6月21日 申請(qǐng)日期1999年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月28日
發(fā)明者李宏 申請(qǐng)人:李宏