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TVS二极管的特性及应用解析

发布时间:2019-10-30

【导读】瞬态抑制二极管简称TVS(TransientVoltageSuppressor),TVS的电气特性由P-N结面积,参杂浓度及晶片阻质决定的。其耐突波电流的能力与其P-N结面积成正比。

TVS二极管
瞬态抑制二极管简称TVS(TransientVoltageSuppressor),TVS的电气特性由P-N结面积,参杂浓度及晶片阻质决定的。其耐突波电流的能力与其P-N结面积成正比。
 
反映速度快(为pS级),体积小,箝位电压低,可靠性高。常用的TVS二极管的击穿电压有从5V到550V的系列值。且可靠性高,在TVS管规范之工作范围内,性能可靠,不易劣化,使用寿命长。
 
TVS二极管的特性
①VBR:TVS二极管最小击穿电压。也就是在流过规定电流(IR)时,加于TVS两极的最小击穿电压;
②VRMW:正常工作时候可承受的电压。这个电压在实际应用当中应大于或等于被保护电路的正常工作电压;
③IPP:最大峰值脉冲电流。处于反向状态时,允许通过的最大脉冲峰值电流;
④VC:箝位电压。处于峰值时候,两端出现的最大电压值称为箝位电压。
 
TVS二极管的特性及应用解析 
 
TVS二极管的主要参数
最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VRWM。VRWM是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压,当这个反向电压加于TVS的两极间时它处于反向关断状态,流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。
 
最小击穿电压VBR和击穿电流IR。VBR是TVS最小的击穿电压。在25℃时,低于这个电压TVS是不会发生雪崩的。
 
TVS二极管的特性及应用解析
 
当TVS流过规定的1mA电流(IR)时,加于TVS两极的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与标准值的离散程度,可把VBR分为5%和10%两种。对于5%的VBR来说,VRWM=0.85VBR;对于10%的VBR来说,VRWM=0.81VBR。
 
最大箝位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP。当持续时间为20mS的脉冲峰值电流IPP流过TVS时,在其两端出现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS的浪涌抑制能力。VC与VBR之比称为箝位因子,一般在1.2~1.4之间。
 
电容量C。电容量C是由TVS雪崩结截面决定的,是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比,C太大将使信号衰减。因此,C是数据接口电路选用TVS的重要参数。
 
最大峰值脉冲功耗PM。PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功率耗散值。在给定的最大箝位电压下,功耗PM越大,其浪涌电流的承受能力越大;在给定的功耗PM下,箝位电压VC越低,其浪涌电流的承受能力越大。
 
另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且,TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,有可能损坏TVS。
 
TVS二极管应用
1、在交流电路应用
若应用在交流电路,一般是双向极性,因为来自两个方向的浪涌电压冲击。如下图是双向TVS在交流电路中的应用例子,这里TVS二极管的作用是有效地抑制电网带来的冲击脉冲,出现过压时候,VRMW上升到击穿电压而被击穿,这时候出现击穿电流,一旦达到峰值IPP,两端的电压就会被箝位到VC以下。这样就保护了后级电路,包括保护整流桥、电容以及后面的元器件。
 
TVS二极管的特性及应用解析
 
2、在直流电路应用
在直流方面,TVS二极管单向即可,TVS与输出负载并联,负载可以是直流电源或者其他输出系统,需要注意的是TVS管的最高反向工作电压至少大于1.2倍电路输入电压,这样电路才较为可靠。
 
TVS二极管的特性及应用解析
 
TVS二极管的特性及应用解析
 
TVS二极管在直流方面应用的更广泛,特别是ESD防护,便携式设备对于ESD很敏感,利用TVS二极管超快速特点,可有效吸收脉冲。
 
TVS二极管的特性及应用解析
 
TVS二极管在直流应用的还有很多,例如晶体管保护、集成电路保护、各种负载输出等。
 
 
 
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