TVS二極管的主要參數(shù)講解學(xué)習(xí)

1、TVS二極管的主要參TVS二極管的主要參數(shù)處理瞬時脈沖對器件損害的最好辦法是將瞬時電流從敏感器件引開。TVS二極管在線路板上與被保護(hù)線路并聯(lián)，當(dāng)瞬時電壓超過電路正常工作電壓后，TVS二極管便發(fā)生雪崩，提供給瞬時電流一個超低電阻通路，其結(jié)果是瞬時電流通過二極管被引開，避開被保 護(hù)器件，并且在電壓恢復(fù)正常值之前使被保護(hù)回路一直保持截止電壓。當(dāng)瞬時脈沖結(jié)束以 后，TVS二極管自動回復(fù)高阻狀態(tài)，整個回路進(jìn)入正常電壓。許多器件在承受多次沖擊 后，其參數(shù)及性能會發(fā)生退化，而只要工作在限定范圍內(nèi)，二極管將不會發(fā)生損壞或退 化。從以上過程可以看出，在選擇TVS二極管時，必須注意以下幾個參數(shù)的選擇：1 .最小擊

2、穿電壓 VBR擊穿電流IR。VBR是TVS最小的擊穿電壓，在 25c時，低于 這個電壓TVS是不會發(fā)生雪崩的。當(dāng) TVS流過規(guī)定的1mA電流（IR）時，加于TVS兩極的電 壓為其最小擊穿電壓 VBR按TVS的VBR與標(biāo)準(zhǔn)值的離散程度，可把VBR分為5%口 10%對種。對于 5%勺 VBR說，VWM=0.85VBR對于 10%勺 VBRB說，VWM=0.81VBR為了滿足 IEC61000-4-2國際標(biāo)準(zhǔn)，TVS二極管必須達(dá)到可以處理最小8kV（接觸）和15kV（空氣）的ESD?中擊，有的半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商在自己的產(chǎn)品上使用了更高的抗沖擊標(biāo)準(zhǔn)。對于某些有特 殊要求的便攜設(shè)備應(yīng)用，設(shè)計者可以按需要挑選

3、器件。2 .最大反向漏電流ID和額定反向關(guān)斷電壓 VWM VWMg是二極管在正常狀態(tài)時可承 受的電壓，此電壓應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的正常工作電壓，否則二極管會不斷截止回路 電壓；但它又需要盡量與被保護(hù)回路的正常工作電壓接近，這樣才不會在TVS工作以前使整個回路面對過壓威脅。當(dāng)這個額定反向關(guān)斷電壓VWM；口于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。3 .最大箝位電壓 VC和最大峰值脈沖電流IPP。當(dāng)持續(xù)時間為20mS的脈沖峰值電流 IPP流過TVS時，在其兩端出現(xiàn)的最大峰值電壓為VG VC IPP反映了 TVS的浪涌抑制能力。VC與VBR比稱為箝位因子，

4、一般在 1.21.4之間。VC是二極管在截止?fàn)顟B(tài)提供的電 壓，也就是在ESD沖擊狀態(tài)時通過 TVS的電壓，它不能大于被保護(hù)回路的可承受極限電 壓，否則器件面臨被損傷的危險。4 . Pppm額定脈沖功率，這是基于最大截止電壓和此時的峰值脈沖電流。對于手持設(shè) 備，一般來說500WW TVS就足夠了。最大峰值脈沖功耗PM TVS能承受的最大峰值脈沖功耗值。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)

5、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，有可能損壞TVS5 .電容量C。電容量C是由TVS雪崩結(jié)截面決定的，是在特定的1MH炯率下測得的。C的大小與TVS的電流承受能力成正比，C太大將使信號衰減。因此，C是數(shù)據(jù)接口電路選用TVS的重要參數(shù)。電容對于數(shù)據(jù) /信號頻率越高的回路，二極管的電容對電路的干擾 越大，形成噪聲或衰減信號強度，因此需要根據(jù)回路的特性來決定所選器件的電容范圍。高頻回路一般選擇電容應(yīng)盡量小(如LCTVS低電容TVS,電容不大于3pF),而對電容要求不高的回路電容選擇可高于 40pF。TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管(鉗位二極管)原理

6、參數(shù)瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)又叫鉗位二極管，是目前國際上普遍使用的一種高效能電 路保護(hù)器件，它的外型與普通二極管相同，但卻能吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，它的主要 特點是在反向應(yīng)用條件下，當(dāng)承受一個高能量的大脈沖時，其工作阻抗立即降至極低的導(dǎo) 通值，從而允許大電流通過，同時把電壓鉗制在預(yù)定水平，其響應(yīng)時間僅為10-12毫秒，因此可有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件。瞬態(tài)電壓抑制二極管允許的正向浪涌電流在TA= 250C, T= 10ms條件下，可達(dá)50200A。雙向TVS可在正反兩個方向吸收瞬時大脈沖功率，并把電壓鉗制到預(yù)定水平，雙向 TVS適用于交流電路，單向 TVS一般用于直流電路?？捎糜诜?/p>

7、雷擊、防過電壓、抗干擾、 吸收浪涌功率等，是一種理想的保護(hù)器件。耐受能力用瓦特(W)表示。瞬態(tài)電壓抑制二極管的主要電參數(shù)(1)擊穿電壓V(BR)器件在發(fā)生擊穿的區(qū)域內(nèi)，在規(guī)定的試驗電流I(BR)下，測得器件兩端的電壓稱為擊穿電壓，在此區(qū)域內(nèi)，二極管成為低阻抗的通路。(2)最大反向脈沖峰值電流 IPP在反向工作時，在規(guī)定的脈沖條件下，器件允許通過的最大脈沖峰值電流。IPP與最大鉗位電壓VC(MAX)勺乘積，就是瞬態(tài)脈沖功率的最大值。使用時應(yīng)正確選取TVS,使額定瞬態(tài)脈沖功率 PPR于被保護(hù)器件或線路可能出現(xiàn)的 最大瞬態(tài)浪涌功率。瞬態(tài)電壓抑制二極管的分類瞬態(tài)電壓抑制二極管可以按極性分為單極性和雙極

8、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(hù)器、4200mA電流環(huán)保器、數(shù)據(jù)線保護(hù)器、同軸電纜保護(hù)器、電話機保護(hù)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(hù))、貼片式、組件式和大功率模 塊式等。瞬態(tài)電壓抑制二極管的應(yīng)用目前已廣泛應(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 MP3PDAS GPS CDMA GSM數(shù)字照相機的保護(hù)、共模 /差模保護(hù)、RF耦合/IC驅(qū)動接收保護(hù)、 電

9、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。瞬態(tài)電壓抑制二極管的特點(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肪沖， 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

10、要的噪 音影響。瞬態(tài)電壓抑制二極管的選用技巧(1)確定被保護(hù)電路的最大直流或連續(xù)工作電壓、電路的額定標(biāo)準(zhǔn)電壓和“高端” 容限。(2) TVS額定反向關(guān)斷 VWMZ大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓。若選用的VWM太低，器件可能進(jìn)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的最大鉗位電壓 VC應(yīng)小于被保護(hù)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(hù)電路內(nèi)可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。在確定了最大鉗位電壓后，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(hù)，還必須注意選取具有合適電容C的TVS器

11、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(hù)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 55c+150C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+25C+175C,大約線性下降50%雨擊穿電壓 VBR1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。處理瞬時脈沖對元件損害的最好辦法是將瞬時電流從感應(yīng)元件引開。TVS二極管在線路板上與被保護(hù)線路并聯(lián)，當(dāng)瞬時電壓超過電路正常工作電壓后，TVS二極管便產(chǎn)生雪崩，提供給瞬時電流一個超低

12、電阻通路，其結(jié)果是瞬時電流透過二極管被引開，避開被保 護(hù)元件，并且在電壓恢復(fù)正常值之前使被保護(hù)回路一直保持截止電壓。當(dāng)瞬時脈沖結(jié)束以 后，TVS二極管自動回覆高阻狀態(tài)，整個回路進(jìn)入正常電壓。許多元件在承受多次沖擊 后，其參數(shù)及性能會產(chǎn)生退化，而只要工作在限定范圍內(nèi)，二極管將不會產(chǎn)生損壞或退 化。從以上過程可以看出，在選擇TVS二極管時，必須注意以下幾個參數(shù)的選擇：1 .最小擊穿電壓 VBR擊穿電流I R 。 VBR是TVS最小的擊穿電壓，在 25c時，低 于這個電壓TVS是不會產(chǎn)生雪崩的。當(dāng) TVS流過規(guī)定的1mA電流（IR ）時，加于TVS兩極的 電壓為其最小擊穿電壓 V BR。按TVS的V

13、BR與標(biāo)準(zhǔn)值的離散程度，可把 VBR分為5%和 10%兩種。對于 5%的VBR來說，V WM =0.85VBR;對于10%的VBR說，V WM =0.81VBRO為了滿足IEC61000-4-2國際標(biāo)準(zhǔn)，TVS二極管必須達(dá)到可以處理最小8kV（接觸）和15kV（空氣）的ESDt擊，部份半導(dǎo)體廠商在自己的產(chǎn)品上使用了更高的抗沖擊標(biāo)準(zhǔn)。對 于某些有特殊要求的可攜設(shè)備應(yīng)用，設(shè)計者可以依需要挑選元件。2 .最大反向漏電流ID和額定反向切斷電壓 VWM VWM是二極管在正常狀態(tài)時可承受 的電壓，此電壓應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的正常工作電壓，否則二極管會不斷截止回路電 壓；但它又需要盡量與被保護(hù)回路的正常工

14、作電壓接近，這樣才不會在TVS工作以前使整個回路面對過壓威脅。當(dāng)這個額定反向切斷電壓VWMT口于TVS的兩極間時它處于反向切斷狀態(tài)，流過它的電流應(yīng)小于或等于其最大反向漏電流ID。3 .最大鉗位電壓VC和最大峰值脈沖電流I PP 。當(dāng)持續(xù)時間為20ms的脈沖峰值電流 IPP流過TVS時，在其兩端出現(xiàn)的最大峰值電壓為VG V C、IPP反映了 TVS的突波抑制能力。VC與VBR之比稱為鉗位因子，一般在1.21.4之間。VC是二極管在截止?fàn)顟B(tài)提供的電壓，也就是在 ESDt擊狀態(tài)時通過 TVS的電壓，它不能大于被保護(hù)回路的可承受極限 電壓，否則元件面臨被損傷的危險。4 . Pppm額定脈沖功率，這是基

15、于最大截止電壓和此時的峰值脈沖電流。對于手持設(shè) 備，一般來說500WW TVS就足夠了。最大峰值脈沖功耗PM TVS能承受的最大峰值脈沖功耗值。在特定的最大鉗位電壓下，功耗PM越大，其突波電流的承受能力越大。在特定的功耗PM下，鉗位電壓 VC越低，其突波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)脈沖是不重覆的，元件規(guī)定的脈沖重覆頻率（持續(xù)時間與間歇時間之比）為0.01 %。如果電路內(nèi)出現(xiàn)重覆性脈沖，應(yīng) 考慮脈沖功率的累積，有可能損壞TVS5 .電容器量Q電容器量C是由TVS雪崩結(jié)截面決定的，是在特定的1MHz頻率下測得的。C的大小與TVS的電流承受能力成正比，C太大將使訊號衰減。因此，C是數(shù)據(jù)介面電路選用TVS的重要參數(shù)。電容器對于數(shù)據(jù) /訊號頻率越高的回路，二極管的電容器對電 路的干擾越大，形成噪音或衰減訊號強度，因此需要根據(jù)回路的特性來決定所選元件的電 容器范圍。高頻回路一般選擇電容器應(yīng)盡量?。ㄈ鏛CTVS