放電管中充有一定的惰性氣體。平常氣體是不導(dǎo)電的，只有當(dāng)電離后，氣體才會導(dǎo)電。當(dāng)氣體在存在自由電子或離子及較高的電場強度或在射線的激發(fā)下，氣體才會電離，產(chǎn)生導(dǎo)電粒子。
當(dāng)過電壓超過了放電管放電電壓以后。放電管內(nèi)的氣體就會被電離，產(chǎn)生電流，直至弧光放電。這時弧光放電電壓降僅10~25伏。這個弧光放電壓降幾乎不隨弧光電流的大小而變，呈現(xiàn)出一種穩(wěn)壓特性。這一結(jié)果是由于氣體放電的機理所決定的。氣體導(dǎo)電依賴于氣體電離產(chǎn)生的電子和離子在電場中運動而產(chǎn)生電流。放電電流增加，參與導(dǎo)電的離子、電子數(shù)增加、電阻率隨電流呈現(xiàn)線性下降。也就是只要在放電管內(nèi)形成了電弧，則不論流經(jīng)放電管的電流如何增加，放電管上的端電壓降不變化。