半导体放电管的Spice仿真和参数说明

本来想获取气体放电管的Spice模型，但是找了一圈无果，从littelfuse上找到了半导体放电管P0640SCLRP的Spice模型，使用Cadence对该元件进行仿真，本文仅记录步骤，目的在于对放电管有个感性认识。

图1 P0640SCLRP参数（绿色背景部分）

图2 P0640SCLRP I-V曲线

Vs@100V/us（转折电压）为77V，Vdrm（峰值闭态电压）为58V，Vt（开启电压）为4V。

图3 P0640SCLRP的仿真原理图

 

图4 仿真结果（红色为模拟的输入电压脉冲，蓝色为流过放电管的电流，绿色为负载电压）

上图可以看出，在100V/us的条件下，手册给出的切换电压Vs=77V，仿真结果为93V；手册给出的峰值闭态电压Vdrm=58V，仿真结果中，在58V之后，流过放电管的电流开始出现并逐渐增加；手册给出的开启电压Vt=4V，仿真结果为5.6V。

根据仿真结果，得出以下方法和结论：

1. 重点关注3个电压参数Vdrm、Vt和Vs，无需关注具体含义，将3个电压值从小到大排列，按照手册值，依次为：4V、58V和77V，只要加在放电管的电压大于3个电压值的最大值Vmax，它就开始工作，即将电压强制压低至3个电压值的最小值Vmin，那么58V的作用是什么？大于58V，电流开始出现（见上图的仿真结果）。

2. 线路正常工作电压必须小于3个电压值的最小值Vmin。否则，当Vmin=4V，即开启电压Vt=4V，若线路工作电压为5V，意味着被保护线路正常工作时，放电管会开启，这样是不允许的。

3. 对3个电压的理解为：当小于4V，放电管不发挥作用，对线路无影响；当大于4V且小于58V，放电管开启了，但是无电流；当大于58V，电流陡增；当大于77V，放电管发挥作用，将电压限制在4V。