专利名称：微隙放电管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体放电管，特别是一种微隙放电管。
放电管是一种在电子电路中起防雷、防高压静电作用的过压保护器件。普通用半导体工艺制造的微隙放电管是在硅片上，用常规的半导体工艺刻蚀出10～100μm高的硅台面，并在所述台面上生长一层绝缘物来获得放电微隙，切片后，用充惰性气体的玻璃管把硅片与上、下电极密封在一起构成的。这种微隙放电管虽然体积小、耐电涌冲击能力强、制造成本低，但由于微隙结构的不对称，微隙的一边为表面不可控的电极，导致微隙放电管二个方向的直流击穿电压不对称，常有30V以上的电压差，且直流击穿电压也不稳定。
本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷提供一种具有对称微隙结构，可以保证微隙放电管二个方向的直流击穿电压基本对称，直流击穿电压非常稳定的微隙放电管。
本实用新型的发明目的通过如下方案实现该微隙放电管包括一个玻璃管壳、两个电极、两根引线和一个芯片，芯片夹在两个电极端面的中间，并被玻璃管密封在一起，壳内有一个充满纯的或混合的惰性或非惰性气体的气体室，两根引线分别与两个电极相连作为微隙放电管的引出线，芯片由对称的多层半导体、导体或绝缘体构成。
所述的芯片可破切割成长方体，其结构为半导体—导体—绝缘体—导体—半导体。
所述的半导体可以是半导体硅材料，导体可以是金属或非金属，绝缘体可以是玻璃或陶瓷，其厚度为微隙的宽度。
本实用新型除有普通微隙放电管响应速度快、冲击击穿电压低、无光敏效应、体积小、绝缘电阻高等特点外，它特别具有两个方向的直流击穿电压基本对称，电压差小于10V，直流击穿电压稳定，耐电涌冲击能力强，能承受1500A、8/20μs和4000V、10/700μs电脉冲的冲击，并且固有电容小于1PF。另外它用常规的半导体工艺和硅材料制造，使微隙放电管的制造成本大幅下降。
图1为本实用新型微隙放电管的构造示意图。
图2为本实用新型微隙放电管的芯片结构示意图。
下面将结合附图对本实用新型之实施例作进一步说明如图1、图2所示，本微隙放电管具有玻璃管壳1，所述玻璃管壳1内有一个半导体硅芯片2，该半导体硅芯片2与电极3a、3b的端面相接触，并被玻璃管壳1密封，玻璃管壳1内有一个充满纯的或混合的惰性或非惰性气体的气体室5，引线4a、4b分别与电极3a、3b相连接，所述半导体硅芯片2由半导体21a、导体22a、绝缘体23、导体22b、半导体21b五层材料制成，并被切割成长方体，半导体21a、21b为半导体硅材料，导体22a、22b为金属或非金属，绝缘体23为玻璃、陶瓷等，绝缘体23的厚度即为微隙的宽度。
本实用新型可以直接并联接入需要过压保护的高频或低频电路使用，也可以与其它过压保护器件或电路配合使用。在工作时，加在电极3a、3b二端的电压会在半导体芯片2的绝缘体23附近产生一个非均匀的强电场，随着这个电场的增强，绝缘体23(微隙)处产生了初始电子，初始电子在电场的作用下，与气体分子发生碰撞，并产生电子和正离子，即开始了沿芯片表面的微隙放电。较弱的初始放电电流是通过半导体芯片2的半导体硅层22a、22b流到电极3a、3b，随着放电电流的增加，在半导体22a、22b上产生了较大的电压降，这使得微隙附近的气体电离区不断扩大，最后到达电极3a、3b处，这样绝大部分放电电流就直接经气体电离区从一个电极流到另一个电极，而流过半导体芯片2的电流只占一个很小的比例，从而保证了半导体芯片2不会因流过的电流过大而烧毁。放电电流的进一步增大(～100mA)，上述的辉光放电将变为弧光放电，此时微隙放电管二端的电压也将被钳制为一个很低的水平(＜30V)，从而达到过压保护的作用。本实用新型的直流击穿电压在80V～1500V之间可调，可以广泛用于显示器、天线电路、传感器及数据线、电话等通信系统、网络等领域。
权利要求1.一种微隙放电管，包括一个玻璃管壳(1)、芯片(2)、两个电极(3a)、(3b)和与电极相连的两根引线(4a)、(4b)，其特征在于所述芯片(2)由对称的多层半导体、导体或绝缘体构成，芯片(2)夹在两个电极(3a)、(3b)端面的中间，并被玻璃管壳(1)密封在一起，壳内有一个充满纯的或混合的惰性或非惰性气体的气体室(5)。
2.如权利要求1所述的微隙放电管，其特征在于所述的芯片(2)呈长方体，其结构为半导体(21a)—导体(22a)—绝缘体(23)—导体(22b)—半导体(21b)。
3.如权利要求1或2所述的微隙放电管，其特征在于所述的半导体(21a)、(21b)可以是半导体硅材料，导体(22a)、(22b)为金属或非金属，绝缘体(23)为玻璃或陶瓷，其厚度为微隙的宽度。
专利摘要本实用新型涉及气体放电管,它包括玻璃管壳、芯片和两个电极,芯片夹在两个电极端面的中间,并被玻璃管密封,壳内有一个充满纯的或混合的惰性或非惰性气体的气体室,两根引线分别与两个电极相连,芯片由对称的多层半导体、导体和绝缘体材料构成。本实用新型具有对称的微隙结构,可保证两个方向的直流击穿电压基本对称,电压差小于10V,直流击穿电压稳定,耐电涌冲击能力强。
文档编号H01J17/00GK2384315SQ99218090
公开日2000年6月21日 申请日期1999年7月28日 优先权日1999年7月28日
发明者李宏 申请人:李宏