瞬態(tài)抑制二極管

特性

TVS 的電路符號與普通穩(wěn)壓二極管相同。它的正向特性與普通二極管相同;反向特性為典型的PN 結(jié)雪崩器件。

在瞬態(tài)峰值脈沖電流作用下，流過TVS 的電流，由原來的反向漏電流ID上升到IR 時，其兩極呈現(xiàn)的電壓由額定反向關(guān)斷電壓VWM 上升到擊穿電壓VBR，TVS 被擊穿。隨著峰值脈沖電流的出現(xiàn)，流過TVS 的電流達到峰值脈沖電流IPP。在其兩極的電壓被箝位到預(yù)定的最大箝位電壓以下。爾后，隨著脈沖電流按指數(shù)衰減，TVS 兩極的電壓也不斷下降，最后恢復(fù)到起始狀態(tài)。這就是TVS 抑制可能出現(xiàn)的浪涌脈沖功率，保護電子元器件的整個過程。

參數(shù)

①最大反向漏電流ID和額定反向關(guān)斷電壓VWM。

VWM 是TVS 最大連續(xù)工作的直流或脈沖電壓，當這個反向電壓加入TVS 的兩極間時，它處于反向關(guān)斷狀態(tài)，流過它的電流應(yīng)小于或等于其最大反向漏電流 ID。

②最小擊穿電壓VBR 和擊穿電流IR

VBR 是TVS 最小的雪崩電壓。25℃時，在這個電壓之前，TVS 是不導(dǎo)通的。當TVS 流過規(guī)定的1mA 電流(IR)時，加入TVS 兩極間的電壓為其最小擊穿電壓VBR。按TVS 的VBR 與標準值的離散程度，可把TVS 分為±5%VBR和±10%VBR 兩種。對于±5%VBR來說，VWM=0.85VBR;對于±10%VBR 來說，VWM=0.81VBR。

③最大箝拉電壓VC 和最大峰值脈沖電流IPP

當持續(xù)時間為20微秒的脈沖峰值電流IPP 流過TVS 時，在其兩極間出現(xiàn)的最大峰值電壓為VC。它是串聯(lián)電阻上和因溫度系數(shù)兩者電壓上升的組合。VC 、IPP反映 TVS 器件的浪涌抑制能力。VC 與VBR 之比稱為箝位因子，一般在1.2~1.4之間。

④電容量C

電容量C 是TVS 雪崩結(jié)截面決定的、在特定的1MHZ頻率下測得的。C 的大小與TVS 的電流承受能力成正比，C 過大將使信號衰減。因此，C 是數(shù)據(jù)接口電路選用TVS 的重要參數(shù)。

⑤最大峰值脈沖功耗PM

PM 是TVS 能承受的最大峰值脈沖耗散功率。其規(guī)定的試驗脈沖波形和各種TVS 的PM 值，請查閱有關(guān)產(chǎn)品手冊。在給定的最大箝位電壓下，功耗PM 越大，其浪涌電流的承受能力越大;在給定的功耗PM 下，箝位電壓VC 越低，其浪涌電流的承受能力越大。另外，峰值脈沖功耗還與脈沖波形、持續(xù)時間和環(huán)境溫度有關(guān)。而且TVS 所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復(fù)的，器件規(guī)定的脈沖重復(fù)頻率(持續(xù)時間與間歇時間之比)為0.01%，如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)性脈沖，應(yīng)考慮脈沖功率的"累積"，有可能使TVS 損壞。

⑥箝位時間TC

TC 是TVS兩端電壓從零到最小擊穿電壓VBR 的時間。對單極性TVS一般是1×10-12秒;對雙極性TVS一般 是1×10-11 秒。

TVS 器件可以按極性分為單極性和雙極性兩種，按用途可分為各種電路都適

用的通用型器件和特殊電路適用的專用型器件。如:各種交流電壓保護器、

4~200mA 電流環(huán)保器、數(shù)據(jù)線保護器、同軸電纜保護器、電話機保護器等。若按

封裝及內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為:軸向引線二極管、雙列直插TVS 陣列(適用多線保護)、

貼片式、組件式和大功率模塊式等。

由于它具有響應(yīng)時間快、瞬態(tài)功率大、漏電流 低、擊穿電壓偏差 、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點。

廣泛應(yīng)用于計算機系統(tǒng)、通訊設(shè)備、交/直流電源、汽車、電子鎮(zhèn)流 器、家用電器、儀器儀表

(電度表)、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、數(shù)字照相機的保護、共模/差模保護、RF 耦合/IC 驅(qū)動接收保護、電機電磁波干擾抑制、聲頻/視頻輸入、傳感器/變速 器、工控回路、繼電器、接觸器噪音的抑制等各個領(lǐng)域。

型號

瞬態(tài)抑制二極管主要的型號有;XESD12VT23-3，IC網(wǎng)絡(luò)超市自主品牌。性價比很高。

XESD12VT23-3是抑制瞬變電壓雙向陣列,旨在保護的組分,被連接到數(shù)據(jù)和傳輸線路,防靜電放電(簡稱ESD)、電氣快瞬變(EFT),和閃電。所有銷子分為能夠承受20kv采用IEC 61000-4-2防靜電脈沖接觸排放的方法。

說明:

1、 500瓦峰脈沖電源的60% 8/20μs)

2、 低夾緊電壓

3、 保護一個雙向或兩個單向線

4、 工作電壓伏,8V:3V,,12伏,15伏特

5、 ESD保護> 40千伏下

6、 符合

61000-4-2(簡稱ESD):Air-15kV Contact-8kV,

40A-5/50ns 61000-4-4(EFT):

1、將TVS 二極管加在信號及電源線上，能防止微處理器或單片機因瞬間的脈沖，如靜電放電效應(yīng)、交流電源之浪涌及開關(guān)電源的噪音所導(dǎo)致的失靈。

2、靜電放電效應(yīng)能釋放超過10000V、60A 以上的脈沖，并能持續(xù)10ms;而一般的TTL 器件，遇到超過30ms 的10V脈沖時，便會導(dǎo)至損壞。利用TVS 二極管，可有效吸收會造成器件損壞的脈沖，并能消除由總線之間開關(guān)所引起的干擾(Crosstalk)。

3、將TVS 二極管放置在信號線及接地間，能避免數(shù)據(jù)及控制總線受到不必要的噪聲影響。

1、確定被保護電路的最大直流或連續(xù)工作電壓、電路的額定標準電壓和"高

端"容限。

2、TVS額定反向關(guān)斷VWM 應(yīng)大于或等于被保護電路的最大工作電壓。若選

用的VWM 太低，器件可能進入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作。串

行連接分電壓，并行連接分電流。

3、 TVS 的最大箝位電壓VC 應(yīng)小于被保護電路的損壞電壓。

4、在規(guī)定的脈沖持續(xù)時間內(nèi)，TVS 的最大峰值脈沖功耗PM 必須大于被保護

電路內(nèi)可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。在確定 最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流應(yīng)

大于瞬態(tài)浪涌電流。

5、對于數(shù)據(jù)接口電路的保護，還必須注意選取具有合適電容C 的TVS 器件。

6、根據(jù)用途選用TVS 的極性及封裝結(jié)構(gòu)。交流電路選用雙極性TVS較為合

理;多線保護選用TVS 陣列更為有利。

7、溫度考慮。瞬態(tài)電壓抑制器可以在-55~+150℃之間工作。如果需要TVS

在一個變化的溫度 工作，由于其反向漏電流ID是隨增加而增大;功耗隨TVS

結(jié)溫增加而下降，從+25℃到+175℃，大約線性下降50%雨擊穿電壓VBR 隨溫度

的增加按一定的系數(shù)增加。因此，必須查閱有關(guān)產(chǎn)品資料，考慮溫度變化對其特

性的影響。

國內(nèi)不少需進行浪涌保護的設(shè)備上使用的是壓敏電阻。壓敏電阻是一種金屬化物變阻器。

TVS 比壓敏電阻的特性優(yōu)越得多，具體特性參數(shù)的比較如下表所示。

關(guān)鍵參數(shù)或極限值: TVS 壓敏電阻

反應(yīng)速度 10-12s 5 ×10-8

有否化現(xiàn)象 否 有

最高使用溫度 175℃ 115℃

元件極性 單極性與雙極 單極性

反向漏電流典型值 5 μA 200 μA

箝位因子 ≤1.5 ≥7~8

(VC/VBR)

密封性質(zhì) 密封不透氣 透氣

價格 較貴 便宜