在雷电放电过程中，瞬间放电会产生强烈的电磁脉冲，这会在临近的设备或电子线路上感应出幅值和变化速率都很高的浪涌电压电流。这种浪涌可能会对某些电子设备造成毁灭性的破坏，而过压 / 浪涌防护器件的作用就是为各类电子设备提供防护，避免设备内部的电子元器件遭受雷击浪涌的损坏。
压敏电阻、气体放电管、TVS 管（瞬间抑制二极管）这三种器件均为限压型的浪涌保护器件，都被广泛应用于电路中的浪涌保护。然而，不少客户认为 TVS 二极管不如气体放电管和压敏电阻。关于 TVS 二极管和气体放电管、压敏电阻谁在限压 / 浪涌防护中作用更大的问题，引发了广泛的讨论。有比较才能凸显优劣，从而找到的方案，这一原则在电子保护器件的选型中同样适用。但有人认为 TVS 二极管不如气体放电管和压敏电阻，这一观点遭到了很多工程师的反对。
某电子 FAE 工程师从反应时间、通流容量以及工作原理三个方面，对这三种过压 / 浪涌防护器件的优劣进行了深入分析，让我们深刻感受到了 TVS 二极管的强大，也理解了其应用范围广泛的原因。以下是具体分析：
在反应时间方面，三种器件存在明显差异。TVS 二极管的反应速度极快，达到皮秒级。这意味着它能够在极短的时间内对浪涌电压做出响应，迅速将电压限制在安全范围内，为电子设备提供及时的保护。压敏电阻的反应速度介于 TVS 和气体放电管之间，为纳秒级。虽然比 TVS 二极管略慢，但仍然能够在较短时间内对浪涌进行抑制。而气体放电管的反应速度慢，通常为几十个纳秒甚至更多。在一些对反应时间要求极高的应用场景中，气体放电管可能无法及时提供有效的保护。
通流容量是衡量浪涌保护器件性能的另一个重要指标。TVS 二极管的通流容量相对较小，通常只有几百 A。这使得它更适合用于保护一些对电流要求不高的电子设备。压敏电阻的通流容量同样介于 TVS 和气体放电管之间，按不同规格，可通过数 KA 到数十 KA 的单次 8/20μS 浪涌电流。它能够承受一定的浪涌电流，适用于多种不同的应用场景。气体放电管的通流容量，通常十 KA 级别 8/20μS 浪涌电流可导通数百次。在一些需要承受大电流浪涌的场合，如电力系统的防雷保护中，气体放电管具有明显的优势。
从工作原理上看，三种器件也各有特点。TVS 管基于二极管雪崩效应，当浪涌电压超过其击穿电压时，TVS 管会迅速进入雪崩状态，将电压限制在一个较低的水平。压敏电阻器基于氧化锌晶粒间的势垒作用，当电压超过一定值时，其电阻值会急剧下降，从而起到限压的作用。气体放电管则是基于气体击穿放电，当电压达到一定程度时，管内气体被击穿，形成导电通道，将浪涌电流泄放出去。
此外，TVS 二极管还有一个不能忽略的特点，它可以很方便地与其它器件集成在一个芯片上。现有很多将 EMI 过滤和 RFI 防护等功能与 TVS 管集成在一起的器件，不但减少了设计所采用的器件数目，降低了成本，而且也避免了 PCB 板上布线时易诱发的伴生自感。
综上所述，TVS 二极管、压敏电阻和气体放电管在雷击防护中各有优劣。在实际应用中，需要根据具体的需求和场景，综合考虑反应时间、通流容量、工作原理等因素，选择合适的浪涌保护器件，以确保电子设备的安全稳定运行。
