TVS二極管的主要參數(shù)

1、【精品文檔】如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學習與交流TVS二極管的主要參數(shù).精品文檔.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線路并聯(lián)，當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，其結果是瞬時電流通過二極管被引開，避開被保護器件，并且在電壓恢復正常值之前使被保護回路一直保持截止電壓。當瞬時脈沖結束以后，TVS二極管自動回復高阻狀態(tài)，整個回路進入正常電壓。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

2、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和擊穿電流IR。VBR是TVS最小的擊穿電壓，在25時，低于這個電壓TVS是不會發(fā)生雪崩的。當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與標準值的離散程度，可把VBR分為5%和10%兩種。對于5%的VBR來說，VWM=0.85VBR；對于10%的VBR來說，VWM=0.81VBR。為了滿足IEC61000-4-2國際標準，TVS二極管必須達到可以處理最小8kV(接觸)和15kV(空氣)的ESD沖擊，有的半導體生產(chǎn)廠商在自己的產(chǎn)品上使用了更高的抗沖擊標準。對于某些有特殊要

3、求的便攜設備應用，設計者可以按需要挑選器件。2. 最大反向漏電流ID和額定反向關斷電壓VWM。VWM這是二極管在正常狀態(tài)時可承受的電壓，此電壓應大于或等于被保護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。當這個額定反向關斷電壓VWM加于TVS的兩極間時它處于反向關斷狀態(tài)，流過它的電流應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VC。VC、IPP反映了TVS的浪涌抑制能力。VC

4、與VBR之比稱為箝位因子，一般在1.21.4之間。VC是二極管在截止狀態(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。對于手持設備，一般來說500W的TVS就足夠了。最大峰值脈沖功耗PM是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。而且，TVS所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復的，器件規(guī)定的

5、脈沖重復頻率(持續(xù)時間與間歇時間之比)為0.01%。如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復性脈沖，應考慮脈沖功率的累積，有可能損壞TVS。5. 電容量C。電容量C是由TVS雪崩結截面決定的，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

6、）原理參數(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器件，它的外型與普通二極管相同，但卻能吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率，它的主要特點是在反向應用條件下，當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通值，從而允許大電流通過，同時把電壓鉗制在預定水平，其響應時間僅為10-12毫秒，因此可有效地保護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TA250C，T10ms條件下，可達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?？捎糜诜览讚?、防過電壓

7、、抗干擾、吸收浪涌功率等，是一種理想的保護器件。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)的乘積，就是瞬態(tài)脈沖功率的最大值。使用時應正確選取TVS，使額定瞬態(tài)脈沖功率PPR大于被保護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性兩種，按用途可分

8、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、 4200mA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)部結構可分為：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。瞬態(tài)電壓抑制二極管的應用目前已廣泛應用于計算機系統(tǒng)、通訊設備、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

9、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、交流電源之浪涌及開關電源的噪音所導致的失靈。（2）靜電放電效應能釋放超過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音影響。瞬態(tài)電壓抑制二極管的選用技巧

10、（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額定反向關斷VWM應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的最大鉗位電壓VC應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。在確定了最大鉗位電壓后，其峰值脈沖電流應大于瞬態(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的極性及封裝結構。交流電路選用雙

11、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 結溫增加而下降，從+25+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元件引開。 TVS二極管在線路板上與被保護線路并聯(lián)，當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電阻通路，其結果是瞬時電流透過二極管被引開，避開被保護元件，并且在電壓

12、恢復正常值之前使被保護回路一直保持截止電壓。當瞬時脈沖結束以后，TVS二極管自動回覆高阻狀態(tài)，整個回路進入正常電壓。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和擊穿電流I R 。 VBR是TVS最小的擊穿電壓，在25時，低于這個電壓TVS是不會產(chǎn)生雪崩的。當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VBR與標準值的離散程度，可把VBR分為5和10兩種。對于5的VBR來說，V WM =0.

13、85VBR；對于10的VBR來說，V WM =0.81VBR。為了滿足IEC61000-4-2國際標準，TVS二極管必須達到可以處理最小8kV(接觸)和15kV(空氣)的ESD沖擊，部份半導體廠商在自己的產(chǎn)品上使用了更高的抗沖擊標準。對于某些有特殊要求的可攜設備應用，設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，此電壓應大于或等于被保護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。當這個額定反向切斷電壓VWM加于TVS的兩極間

14、時它處于反向切斷狀態(tài)，流過它的電流應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VC。 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是二極管在截止狀態(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，這是基于最大截止電壓和此時的峰值脈沖電流。對于手持設備，一般來說500W的TVS就足夠了。最大峰值脈沖功耗PM是TVS能承

15、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。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，應考慮脈沖功率的累積，有可能損壞TVS。5. 電容器量C。電容器量C是由TVS雪崩結截面決定的，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盡量小(如 LCTVS、低電