TVS瞬態(tài)抑制二極管應用詳解

本篇平尚科技為大家詳細介紹作用于以太網(wǎng)口防護方案及電源防護方案中的鉗位型過壓防護器件TVS瞬態(tài)抑制二極管，從TVS瞬態(tài)抑制二極管的工作原理、特性參數(shù)等基本信息，分析TVS瞬態(tài)抑制二極管的過壓防護應用。

1.TVS瞬態(tài)抑制二極管簡介

    瞬態(tài)電壓抑制器簡稱TVS管，TVS管的電氣特性是由P-N結面積、摻雜濃度及晶片阻質決定的。其耐突波電流的能力與其P-N結面積成正比。

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。

TVS允許的正向浪涌電流在TA＝250C，T＝10ms條件下，可達50～200A。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。可用于防雷擊、防過電壓、抗干擾、吸收浪涌功率等，是一種理想的保護器件。

TVS器件可以按極性分為單極性和雙極性兩種，按用途可分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、4~200mA 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。若按封裝及內部結構可分為：軸向引線二極管、雙列直插TVS 陣列、貼片式、組件式和大功率模塊式等。

2.TVS瞬態(tài)抑制二極管工作原理

TVS廣泛應用于半導體及敏感器件的保護，通常用于二級電源和信號電路的保護，以及防靜電等。在實際防護方案應用中，將TVS瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)于電路中，當電路正常工作時，它處于截止狀態(tài)，不影響線路正常工作，當電路出現(xiàn)異常過壓并達到其擊穿電壓時，它迅速由高阻態(tài)變?yōu)榈妥钁B(tài)，給瞬間電流提供低阻抗導通路徑，同時把異常高壓箝制在一個安全水平之內，從而保護被保護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。

3.TVS瞬態(tài)抑制二極管特性參數(shù)

①反向斷態(tài)電壓(截止電壓)VRWM與反向漏電流IR：反向斷態(tài)電壓(截止電壓)VRWM表示TVS管不導通的zui高電壓，在這個電壓下只有很小的反向漏電流IR。

②擊穿電壓VBR：TVS管通過規(guī)定的測試電流IT時的電壓，這是表示TVS管導通的標志電壓 （P4SMA、P6SMB、1.5SMC、P4KE、P6KE、1.5KE系列型號中的數(shù)字就是擊穿電壓的標稱值，其它系列的數(shù)字是反向斷態(tài)電壓值）。TVS管的擊穿電壓有±5%的誤差范圍 （不帶 “A”的為±10%）。

③脈沖峰值電流IPP：TVS管允許通過的10/1000μs波的zui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不可逆的損壞。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。

④zui大箝位電壓VC：TVS管流過脈沖峰值電流IPP時兩端所呈現(xiàn)的電壓。

⑤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zui大箝位電壓VC的乘積，即Pm=IPP*VC。   

4.TVS瞬態(tài)抑制二極管應用詳解

TVS管廣泛應用于半導體及敏感器件的保護，通常用于二級保護?；径紩怯糜谠谔沾蓺怏w放電管之后的二級保護，也有用戶直接將其用于產(chǎn)品的一級保護。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）、數(shù)字照相機的保護、共模/差模保護、RF耦合/IC驅動接收保護、電機電磁波干擾抑制、聲頻/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。

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