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硅瞬变吸收二极管

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硅瞬变吸收二极管
硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管,是箝位型的干扰吸收器件;其应用是与被保护设备并联使用。 硅瞬变电压吸收


硅瞬变吸收二极管



硅瞬变吸收二极管的作业有点象一般的稳压管,是箝位型的搅扰吸收器材;其应用是与被维护设备并联运用。 硅瞬变电压吸收二极管具有极快的呼应时刻(亚纳秒级)和适当高的浪涌吸收才能,及极多的电压层次。可用于维护设备或电路免受静电、电理性负载切换时发作的瞬变电压,以及感应雷所发作的过电压。 
TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背衔接的二极管)两种,它们的首要参数是击穿电压、漏电流和电容。运用中TVS管的击穿电压要比被维护电路作业电压高10%左右,以防止因线路作业电压挨近TVS击穿电压,使TVS漏电流影响电路正常作业;也防止因环境温度改变导致TVS管击穿电压落入线路正常作业电压的规模。 



TVS管有多种封装方式,如轴向引线产品可用在电源馈线上;双列直插的和外表贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的维护。


TVS的特性


TVS的电路符号和一般的稳压管相同。其电压-电流特性曲线如图1所示。其正向特性与一般二极管相同,反向特性为典型的PN结雪崩器材。图2是TVS的电流-时刻和电压-时刻曲线。在浪涌电压的效果下,TVS南北极间的电压由额外反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR,而被击穿。跟着击穿电流的呈现,流过TVS的电流将到达峰值脉冲电流IPP,一起在其两头的电压被箝位到预订的最大箝位电压VC以下。这以后,跟着脉冲电流按指数衰减,TVS南北极间的电压也不断下降,最终康复到初态,这便是TVS按捺或许呈现的浪涌脉冲功率,维护电子元器材的进程。当TVS南北极遭到反向高能量冲击时,它能以10~12s级的速度,将其南北极间的阻抗由高变低,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使南北极间的电位箝坐落预订值,有效地维护电子设备中的元器材免受浪涌脉冲的危害。TVS具有呼应时刻快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压误差小、箝位电压简单操控、体积小等长处,现在已广泛应用于家用电器、电子外表、通讯设备、电源、核算机体系等各个领域。 



TVS的首要参数


最大反向漏电流ID和额外反向关断电压VWM。VWM是TVS最大接连作业的直流或脉冲电压,当这个反向电压加于TVS的南北极间时它处于反向关断状况,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是不会发作雪崩的。当TVS流过规则的1mA电流(IR)时,加于TVS南北极的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与规范值的离散程度,可把VBR分为5%和10%两种。关于5%的VBR来说,VWM=0.85VBR;关于10%的VBR来说,VWM=0.81VBR。 



最大箝位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP。当继续时刻为20mS的脉冲峰值电流IPP流过TVS时,在其两头呈现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS的浪涌按捺才能。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雪崩结截面决议的,是在特定的1MHz频率下测得的。C的巨细与TVS的电流接受才能成正比,C太大将使信号衰减。因而,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能接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,其浪涌电流的接受才能越大;在给定的功耗PM下,箝位电压VC越低,其浪涌电流的接受才能越大。别的,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、继续时刻和环境温度有关。并且,TVS所能接受的瞬态脉冲是不重复的,器材规则的脉冲重复频率(继续时刻与间歇时刻之比)为0.01%。假如电路内呈现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,有或许损坏TVS。 


箝位时刻TC。TC是从零到最小击穿电压VBR的时刻。对单极性TVS小于1×10-12s;对双极性TVS小于10×10-12s。 



TVS的分类


TVS器材按极性可分为单极性和双极性两种;按用处可分为通用型和专用型;按封装和内部结构可分为:轴向引线二极管、双列直插TVS阵列、贴片式和大功率模块等。轴向引线的产品峰值功率能够到达400W、500W、600W、1500W和5000W。其间大功率的产品首要用在电源馈线上,低功率产品首要用在高密度装置的场合。关于高密度装置的场合还能够挑选双列直插和外表贴装的封装方式。 



TVS的选用


确认被维护电路的最大直流或接连作业电压,电路的额外规范电压和最大可接受电压。 
TVS的额外反向关断电压VWM应大于或等于被维护电路的最大作业电压。若选用的VWM太低,器材或许进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常作业。


TVS的最大反向箝位电压VC应小于被维护电路的损坏电压。 


在规则的脉冲继续时刻内,TVS的最大峰值脉冲功率PM有必要大于被维护电路或许呈现的峰值脉冲功率。在确认了最大箝位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。一般TVS的最大峰值脉冲功率是以10/1000ms的非重复脉冲给出的,而实践的脉冲宽度是由脉冲源决议的,当脉冲宽度不一起其峰值功率也不同。如某600WTVS,对1000ms脉宽最大吸收功率为600W,可是对50ms脉宽吸收功率就可到达2100W,而对10ms的脉宽最大吸收功率就只有200W了。并且吸收功率还和脉冲波形有关:假如是半个正弦波方式的脉冲,吸收功率就要减到75%,若是方波方式的脉冲,吸收功率就要减到66%。 


均匀稳态功率的匹配关于需求接受有规则的、时刻短的脉冲群冲击的TVS,如应用在继电器、功率开关或电机操控等场合,有必要引进均匀稳态功率的概念。举例说明,在一功率开关电路中会发作120Hz,宽度为4ms,峰值电流为25A的脉冲群。选用的TVS能够将单个脉冲的电压箝位到11.2V。此中均匀稳态功率的核算为:脉冲时刻距离等于频率的倒数1/120=0.0083s,峰值吸收功率是箝位电压与脉冲电流的乘积11.2V×25A=280W,均匀功率则为峰值功率与脉冲宽度对脉冲距离比值的乘积,即 280×(0.000004S/0.0083S)=0.134W。也便是说,选用的TVS均匀稳态功率有必要大于0.134W。 


关于数据接口电路的维护,还有必要留意选取具有适宜电容C的TVS器材。


依据用处选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合理;多线维护选用TVS阵列更为有利。


温度考虑瞬态电压按捺器能够在-55℃~+150℃之间作业。假如需求TVS在一个改变的温度下作业,因为其反向漏电流ID是随温度添加而增大;功耗随TVS结温添加而下降,从+25℃到+175℃,大约线性下降50%;击穿电压VBR随温度的添加按必定的系数添加。因而,有必要查阅有关产品资料,考虑温度改变对其特性的影响。 

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