瞬态二极管的特性及主要参数

发布时间:2022-09-07 09:45

    瞬态二极管(Transient Voltage Suppressor)简称TVS,是一种二极 管形式的高效能保护器件。当TVS 二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它 能以10的负12次方秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的 浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元 器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。
    特性曲线
    TVS 的电路符号与普通稳压二极管相同。它的正向特性与普通二极管相同;反向特性为典型的PN 结雪崩器件。在瞬态峰值脉冲电流作用下,流过TVS 的电流,由原来的反向漏电流ID上升到IR 时,其两极呈现的电压由额定反向关断电压VWM 上升到击穿电压VBR,
    TVS 被击穿。随着峰值脉冲电流的出现,流过TVS 的电流达到峰值脉冲电流IPP。
    在其两极的电压被箝位到预定的箝位电压以下。尔后,随着脉冲电流按指数衰减,TVS 两极的电压也不断下降,恢复到起始状态。这就是TVS 抑制可能出现的浪涌脉冲功率,保护电子元器件的整个过程。
    特性参数
    ①反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。
    VWM 是TVS 连续工作的直流或脉冲电压,当这个反向电压加入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反向漏电流 ID。
    ②最小击穿电压VBR 和击穿电流IR
    VBR 是TVS 最小的雪崩电压。25℃时,在这个电压之前,TVS 是不导通的。
    当TVS 流过规定的1mA 电流(IR)时,加入TVS 两极间的电压为其最 击穿电压VBR。按TVS 的VBR 与标准值的离散程度,可把TVS 分为±5%VBR和平共处±10%VBR 两种。对于±5%VBR来说,VWM=0.85VBR;对于±10%VBR 来说,VWM=0.81 VBR。
    ③箝拉电压VC 和峰值脉冲电流IPP
    当持续时间为20微秒的脉冲峰值电流IPP 流过TVS 时,在其两极间出现的峰值电压为VC。它是串联电阻上和因温度系数两者电压上升的组合。VC 、IPP反映 TVS 器件的浪涌抑制能力。VC 与VBR 之比称为箝位因子,一般在  1.2~1.4之间。
    ④电容量C
    电容量C 是TVS 雪崩结截面决定的、在特定的1MHZ频率下测得的。C 的大与TVS 的电流承受能力成正比,C 过大将使信号衰减。因此,C 是数据接口电路选用TVS 的重要参数。
    ⑤峰值脉冲功耗PM
    PM 是TVS 能承受的峰值脉冲耗散功率。其规定的试验脉冲波形和各种TVS 的PM 值,请查阅有关产品手册。在给定的箝位电压下,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”,有可能使TVS 损坏。
    ⑥箝位时间TC
    TC 是TVS两端电压从零到最小击穿电压VBR 的时间。对单极性TVS 于1×10-12秒;对双极性TVS 于是1×10-11 秒。

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