瞬變電壓抑制二極管(TVS)的特性及其參數


原標題:瞬變電壓抑制二極管(TVS)的特性及其參數
瞬變電壓抑制二極管(TVS),也被稱為瞬態電壓抑制器,是一種具有雙向穩壓特性和雙向負阻特性的過壓保護器件。以下是對TVS二極管的特性及其參數的詳細介紹:
一、TVS二極管的特性
高響應速度:TVS二極管具有非常快的響應速度,通常小于1ps(10^-12秒),可以快速接地或擊穿以吸收來自電源或任何其他外部干擾源的過電壓脈沖。
高能量耗散能力:TVS二極管可吸收大量的能量,并將其轉化為熱量,以保護受保護的設備正常工作。其瞬態功率大,可達200W至30000W甚至更高。
低工作電壓:TVS二極管的工作電壓通常較低,可在設備工作電壓范圍內提供可靠的保護。
高浪涌電流承受能力:TVS二極管能夠處理高浪涌電流,并保持正常工作。這種能力使其成為防止電路或電器受到浪涌電壓干擾的有效手段。其能夠承受的脈沖峰值電流(IPP)很大,具體取決于型號和規格。
可重復性:TVS二極管能夠多次吸收過電壓脈沖而不損壞,同時保持正常工作。
體積小,易安裝:TVS二極管封裝形式多樣化,包括貼片封裝(如SOD-123、SMA/DO-214AC等)和直插封裝(如DO-41、DO-15等),便于在電路中安裝和使用。
無鹵化,符合RoHS:TVS二極管符合環保要求,無鹵化,可應用于各種環保要求的場合。
二、TVS二極管的參數
反向工作電壓(VRWM或Vstandoff):在此電壓下,TVS二極管處于高阻抗狀態,不工作,對應的漏電流也很小。使用時,應使VRWM不低于被保護器件或線路的正常工作電壓。
漏電流(IR):TVS二極管在反向工作電壓下流過的電流,也叫待機電流。電流值非常小,通常在10μA至100μA之間。當TVS用于高阻抗電路時,這個漏電流是一個重要的參數。
擊穿電壓(VBR或VBO):在規定的測試電流下,TVS二極管反向導通時的兩端電壓。測試時,時間要控制在400ms以下,以避免TVS受熱損壞。測量時,擊穿電壓落在最小擊穿電壓和最大擊穿電壓之間都是正常的。它是TVS二極管開始導通的電壓閾值。
鉗位電壓(VC或Vclamp):在施加規定波形的峰值脈沖電流下,TVS二極管兩端測得的峰值電壓。它是TVS二極管將過電壓鉗制在較低水平的電壓值。使用時,應使VC不高于被保護器件的最大允許安全電壓。一般箝位系數為VC(max)/VBR,通常為1.3左右。
脈沖峰值電流(IPP):TVS二極管能夠承受的脈沖峰值電流。它表示TVS二極管在受到電壓脈沖沖擊時,能夠瞬時承受的最大電流。
反向脈沖峰值功率(PPR):TVS二極管的PPR取決于脈沖峰值電流IPP和最大箝位電壓VC,還受脈沖波形、脈沖時間及環境溫度的影響。它表示TVS二極管在反向工作時,能夠承受的最大脈沖功率。
電容(Cj):TVS二極管的電容值由硅片的面積和偏置電壓決定。電容的大小會影響TVS器件的響應時間。瞬態電壓抑制二極管的電容值越大,對電路的干擾越大,可能形成更大的噪音或衰減訊號強度。對于數據/訊號頻率越高的回路,電容值通常不大于10pF。
此外,TVS二極管還分為單向和雙向兩種類型。單向TVS一般用于直流電路,而雙向TVS可在正反兩個方向吸收瞬時大脈沖功率,并把電壓鉗制到預定水平,適用于交流電路。
總的來說,TVS二極管以其獨特的性能和多樣化的參數選擇,在電子設備的過壓保護中發揮著重要作用。在選擇TVS二極管時,應根據具體的電路要求和保護需求,綜合考慮其特性參數和封裝形式等因素。
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