1、1. 瞬态抑制二极管简称 TVS (Transient Voltage Suppressor ),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。特点:反映速度快(为 pS 级) ,体积小,箝位电压低,可靠性高。10/1000s 波脉冲功率从400W30000W,脉冲峰值电流从几安几百安。常用的 TVS 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。原理: TVS 用于瞬间突波之抑制,与受保护器件并联。在正常工作状态下,TVS 对受保护线路呈高阻抗状态,当瞬间
2、电压超过其击穿电压时,TVS 就提供一个低阻抗的路径予瞬间电流。使得流向被保护元器件的瞬间电流转而分流到TVS 二极管,而受保护元器件两端的电压被限制在 TVS 两端的箝制电压(Clamping Voltage)。当这个过压条件消失后,TVS 二极管又将恢复到高阻抗状态。应用:TVS 广泛应用于半导体及敏感零件的保护,二级电源和信号电路的保护,以及防静电等。2. 命名法则TVS 管的型号由三部分组成:系列名+ 电压值+单/双向符号系列名代表不同的峰值脉冲功率和封装形式 SMAJ、SMBJ、SMCJ、SMDJ 表示贴片封装:分别代表的峰值脉冲功率为400W、600W、1500W 和3000W;
3、其它系列名表示同轴引线封装:P4KE 为400W、P6KE 为600W 、1.5KE 为1500W,SA 为500W、3KP 为3000W ,其余类推(型号名 KP 或 KPA 前面的数字表示kW 数) 。系列名后的数字代表击穿电压标称值或反向断态电压值 P4KE、P6KE、1.5KE 系列中代表击穿电压标称值(VBR) ; 其它系列中代表反向断态电压值(VRWM ) 。A 表示单向,CA 表示双向。注意:SAC(500W) 、LCE (1500W)系列是低电容的 TVS 管,只有单向,没有双向。3. TVS 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
4、 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。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
5、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1.21.4 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
6、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。箝位时间 TC。TC 是从零到最小击穿电压 VBR 的时间。对单极性 TVS 小于110-12s;对双极性 TVS 小于10 10-12s。 4. TVS 的选型最大箝位电压 VC 要小于电路允许的最大安全电压。截止电压 VRWM 大于电路的最大工作电压,一般可以选择 VRWM 等于或者略大于电路的最大工作电压。额定的最大脉冲功率(TVS 参数中
7、给出) PM 要大于最大瞬态浪涌功率。对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有合适电容 C 的 TVS 器件。当信号频率或传输速率较高时,应选用低电容系列的管子:信号频率(传输速率)10MHz(Mb/s) ,Cj60pF; 信号频率(传输速率)100 MHz(Mb/s) ,Cj 20pF。根据用途选用 TVS 的极性及封装结构。交流电路选用双极性 TVS 较为合理;多线保护选用 TVS 阵列更为有利。温度考虑。瞬态电压抑制器可以在55+150之间工作。如果需要 TVS 在一个变化的温度工作,由于其反向漏电流 ID 是随增加而增大;功耗随 TVS 结温增加而下降,从+25到+175,大约线性下降50雨击穿电压 VBR 随温度的增加按一定的系数增加。因此,必须查阅有关产品资料,考虑温度变化对其特性的影响。