专利名称：一种突波吸收器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体放电器件，尤其是涉及一种突波吸收器。
背景技术：
突波吸收器是一种在电子电路中起防雷、防高压静电等作用的过压保护器件。现有的用半导体制作的突波吸收器大多是在常规工艺在半导体硅片上刻蚀出有一定高度的硅台面，并在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。这种突波吸收器的缺陷是由于微隙结构的不对称，微隙的一边为表面不可控的电极，导致两个方向的直流击穿电压不对称，常有30伏以上的电压差，且直流击穿电压也不稳定。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种突波吸收器，它具有两个方向的直流击穿电压基本对称的特点，同时直流击穿电压更加稳定；制造成本低。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种突波吸收器，包括一个玻璃管壳，所述的玻璃管壳中密封设置有两个电极和一个芯片，所述的芯片夹持在所述的两个电极中间，所述的电极上连接有引线，所述的玻璃管壳内设置有充满气体的气体室，所述的芯片由对称的多层半导体层和绝缘体层构成，它的结构设置为绝缘体层—N+半导体层—N型半导体层—N+半导体层—绝缘体层，所述的绝缘体层与所述的电极相接触。
所述的气体室中可以充满纯的或混合的惰性气体或非惰性气体。
所述的芯片可以呈正方体。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于除有普通突波吸收器响应速度快、冲击击穿电压低、无光敏效应、体积小、绝缘电阻高等特点外，这种突波吸收器具有对称的芯片结构，可保证突波吸收器二个方向的直流击穿电压基本对称，电压差小于20V；同时该结构的N+半导体层可以使突波吸收器的直流击穿电压更加稳定；它的耐电涌冲击能力强，能承受1500A、8/20ms和4000V、10/700ms电脉冲的冲击，并且固有电容小于1pF。这种突波吸收器用常规的半导体工艺和硅材料制造，这可以使突波吸收器的制造成本大幅下降；本实用新型的结构是非台面的，不存在沿台面的提前放电，所以比台面结构有更稳定的直流击穿电压；本实用新型在微隙边缘不存在的薄的金属层，使得放电时不容易产生金属的溅射，突波吸收器的绝缘电阻更大、寿命更长。
本实用新型通过改变微隙的宽度、充入的气体成分和压力可以在80V～1500V之间调整直流击穿电压；可以广泛用于显示器、天线电路、传感器及数据线、通信系统、网络等领域。
图1为本实用新型突波吸收器的构造示意图；图2为本实用新型突波吸收器的芯片结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1、图2所示，一种突波吸收器，设置有玻璃管壳1，玻璃管壳1内有一个设置在电极4a、4b之间的半导体硅芯片3，该半导体硅芯片3与电极4a、4b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2，引线5a、5b分别与电极4a、4b相连接，半导体硅芯片3由绝缘体层33a、N+半导体层32a、N型半导体层31、N+半导体层32b和绝缘体层33b构成，并被切割成长方体，N+、N型半导体层由半导体硅材料制成，绝缘体层3为玻璃，绝缘体层33a与33b的厚度之内和即为双微隙的微隙宽度，绝缘体层33a与33b分别与电极4a、4b相接触。
本发明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4a、4b二端的电压会在半导体芯片3的绝缘体层33a和33b附近产生一个非均匀的强电场，随着这个电场的增强，绝缘体层33a和33b(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由电极4a(或4b)通过半导体芯片3的半导体层31、32a、32b和绝缘体层33a、33b表面的电离气体流到电极4b(或4a)，随着放电电流的增加，在半导体层31、32a、32b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，最后覆盖整个半导体芯片3的表面，这样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3的电流只占一个很小的比例，从而保证了半导体芯片3不会因流过的电流过大而烧毁；当放电电流进一步增大(～100mA)，上述的辉光放电将变为弧光放电，此时突波吸收器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；由于突波吸收器结构和半导体芯片3结构的对称性，使得本突波吸收器二个方向的直流击穿电压基本相等；同时该结构的N+半导体32a、33b可以使突波吸收器的直流击穿电压稳定。
上述实施例中的绝缘体层33a与33b也可以是陶瓷等材料制成。
权利要求1.一种突波吸收器，包括一个玻璃管壳，所述的玻璃管壳中密封设置有两个电极和一个芯片，所述的芯片夹持在所述的两个电极中间，所述的电极上连接有引线，所述的玻璃管壳内设置有充满气体的气体室，其特征在于所述的芯片由对称的多层半导体层和绝缘体层构成，它的结构设置为绝缘体层-N+半导体层-N型半导体层-N+半导体层-绝缘体层，所述的绝缘体层与所述的电极相接触。
2.如权利要求1所述的一种突波吸收器，其特征在于所述的气体室中充满纯的或混合的惰性气体。
3.如权利要求1所述的一种突波吸收器，其特征在于所述的气体室中充满纯的或混合的非惰性气体。
4.如权利要求1所述的一种突波吸收器，其特征在于所述的芯片呈正方体。
专利摘要本实用新型公开了一种突波吸收器，包括一个玻璃管壳，玻璃管壳中密封设置有两个电极和一个芯片，芯片夹持在两个电极中间，电极上连接有引线，玻璃管壳内设置有充满气体的气体室，特点是芯片由对称的多层半导体层和绝缘体层构成，它的结构设置为绝缘体层—N+半导体层—N型半导体层—N+半导体层—绝缘体层，绝缘体层与电极相接触，优点是响应速度快、冲击击穿电压低、无光敏效应、体积小、绝缘电阻高等特点外，还具有对称的芯片结构，可保证突波吸收器二个方向的直流击穿电压基本对称，同时该结构的N+半导体层可以使突波吸收器的直流击穿电压更加稳定，而这种突波吸收器用常规的半导体工艺和硅材料制造，制造成本大幅下降。
文档编号H01G9/18GK2710170SQ20042003765
公开日2005年7月13日 申请日期2004年7月16日 优先权日2004年7月16日
发明者李宏, 邬杨波, 施仕君 申请人:宁波大学