瞬态(瞬变)电压抑制二级管
  • 瞬态(瞬变)电压抑制二级管简称TVS器件,在规定的反向应用条件下,当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时,其工作阻抗能立即降至很低的导通值,允许大电流通过,并将电压箝制到预定水平,从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。TVS 能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦,其箝位响应时间仅为 1ps(10-12s)。TVS允许的正向浪涌电流在 TA=25℃,T=10ms 条件下,可达 50A ~ 200A。双向 TVS 可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压箝制到预定水平,双向 TVS 适用于交流电路,单向 TVS 一般用于直流电路。
     
    产品特性
    产品封装原料和形式选择范围宽
    功耗范围从 0.1mW 到 5W
    击穿电压从 1.8V 到 400V
    功率吸收范围从 24W 到 1500W
    峰值反向电压范围从 5V 到 214V
    具有 ESD 保护能力
    许多 TVS 产品型号通过 UL 认证
     
    引脚图
    TVS- 轴装系列 TVS- POWERMITE 封装外形图 TVS- 表贴封装外形图 TVS- SMA 封装外形图
     
    应用电路 
    TVS 在RS485,RS232 数据通信中的典型应用
     
    图中代号 选用器件型号
    Q1,Q2,Q3 TED485 系列
    R1,R2 10 欧 1W 电阻
    TVS 1SMB7.0AT3
     
    TVS相关参数
    处理瞬时脉冲对器件损害的最好办法是将瞬时电流从敏感器件引开,在选择 TVS 二极管时,必须注意以下几个参数的选择:
     
    1. 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,VWM=0.85VBR;对于 10% 的 VBR 来说,VWM=0.81VBR。为了满足 IEC61000-4-2 国际标准,TVS 二极管必须达到可以处理最小 8kV (接触)和 15kV (空气)的 ESD 冲击。
     
    2. 最大反向漏电流 ID 和额定反向关断电压 VWM。VWM 这是二极管在正常状态时可承受的电压,此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压,否则二极管会不断截止回路电压;但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近,这样才不会在 TVS 工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向关断电压 VWM 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。
     
    3. 最大箝位电压 VC 和最大峰值脉冲电流 IPP。当持续时间为 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 1.2~1.4 之间。VC 是二极管在截止状态提供的电压,也就是在 ESD 冲击状态时通过 TVS 的电压,它不能大于被保护回路的可承受极限电压,否则器件面临被损伤的危险。
     
    4. Pppm 额定脉冲功率,这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。对于手持设备,一般来说 500W 的 TVS 就足够了。最大峰值脉冲功耗 PM 是 TVS 能承受的最大峰值脉冲功耗值。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。
     
    5. 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。电容对于数据/信号频率越高的回路,二极管的电容对电路的干扰越大,形成噪声或衰减信号强度,因此需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小(如 LCTVS. 低电容 TVS,电容不大于 3pF),而对电容要求不高的回路电容选择可高于 40pF。