瞬態(tài)二極管(Transient Voltage Suppressor)簡稱TVS,是一種二極 管形式的高效能保護器件。當TVS 二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時,它 能以10的負12次方秒量級的速度,將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?,吸收高達數(shù)千瓦的 浪涌功率,使兩極間的電壓箝位于一個預定值,有效地保護電子線路中的精密元 器件,免受各種浪涌脈沖的損壞。
一、瞬態(tài)抑制二極管的工作原理
當瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)在電路中,當電路正常工作時,他處于截止狀態(tài)(高阻態(tài)),不影響線路正常工作,當線路處于異常過壓并達到其擊穿電壓時,他迅速由高阻態(tài)變?yōu)榈妥钁B(tài),給瞬間電流提供一個低阻抗導通路徑,同時將異常高壓箝制在一個安全水平之內(nèi),從而保護被保護的IC或線路;當異常過壓消失,其恢復至高阻態(tài),電路正常工作。
二、瞬態(tài)抑制二極管特性
TVS 的電路符號與普通穩(wěn)壓二極管相同。它的正向特性與普通二極管相同;反向特性為典型的PN 結雪崩器件。在瞬態(tài)峰值脈沖電流作用下,流過TVS 的電流,由原來的反向漏電流ID上升到IR 時,其兩極呈現(xiàn)的電壓由額定反向關斷電壓VWM 上升到擊穿電壓VBR,TVS 被擊穿。隨著峰值脈沖電流的出現(xiàn),流過TVS 的電流達到峰值脈沖電流IPP。在其兩極的電壓被箝位到預定的最大箝位電壓以下。爾后,隨著脈沖電流按指數(shù)衰減,TVS 兩極的電壓也不斷下降,最后恢復到起始狀態(tài)。這就是TVS 抑制可能出現(xiàn)的浪涌脈沖功率,保護電子元器件的整個過程。
三、瞬態(tài)抑制二極管參數(shù)
擊穿電壓VBR:瞬態(tài)抑制二極管通過規(guī)定的測試電流IT時的電壓,這是表示瞬態(tài)抑制二極管導通的標志電壓。反向斷態(tài)電壓VRWM與反向漏電流IR:反向斷態(tài)電壓(截止電壓)VRWM表示瞬態(tài)抑制二極管不導通的最高電壓,在這個電壓下只有很小的反向漏電流IR。
脈沖峰值電流IPP:瞬態(tài)抑制二極管允許通過的10/1000μs波的最大峰值電流(8/20μs波的峰值電流約為其5倍左右),超過這個電流值就可能造成永久性損壞。在同一個系列中,擊穿電壓越高的管子允許通過的峰值電流越小。
最大箝位電壓VC:瞬態(tài)抑制二極管流過脈沖峰值電流IPP時兩端所呈現(xiàn)的電壓。脈沖峰值功率Pm:脈沖峰值功率Pm是指10/1000μs波的脈沖峰值電流IPP與最大箝位電壓VC的乘積,即Pm=IPP*VC。