瞬间抑制二极管.docx

瞬间抑制二极管(TVS)来自 EEWiki.跳转到：导航，搜索 瞬态抑制二极管(TVS)又叫箝位型二极管，是目前国际上普遍使用的一种高效能 电路保护器件，它的外型与普通二极管相同，但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率， 它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗 立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压箝制在预定水平，其 响应时间仅为10-12毫秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件TVS允 许的正向浪涌电流在TA = 250C，T=10ms条件下，可达50〜200A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 一般用于直流电路可用于防雷击、防过电压、抗干扰、 吸收浪涌功率等，是一种理想的保护器件耐受能力用瓦特(W)表示目录［隐藏］. 1 TVS器件的电特性. 2 TVS器件的主要电参数.3 TVS二极管的分类.4 TVS二极管的应用.5 TVS二极管的特点.6 TVS的选用技巧§TVS器件的电特性(1) 单向TVS的V-I特性如图1所示，单向TVS的正向特性与普通稳压二极管相同，反向击穿拐点近似“直 角”为硬击穿，为典型的PN结雪崩器件。

从击穿点到VC值所对应的曲线段表明， 当有瞬时过压脉冲时，器件的电流急骤增加而反向电压则上升到箝位电压值，并 保持在这一水平上2) 双向TVS的V-I特性 如图2所示，双向TVS的V-I特性曲线如同两只单向TVS “背靠背”组合，其正 反两个方向都具有相同的雪崩击穿特性和箝位特性，正反两面击穿电压的对称关 系为：0.9忍V(BR)(正)/V (BR)(反)^1.1, 一旦加在它两端的干扰电压超过箝 位电压VC就会立刻被抑制掉，双向TVS在交流回路应用十分方便TVS器件的主要电参数(1) 击穿电压V(BR)器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I(BR)下，测得器件两端的电压称 为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路2) 最大反向脉冲峰值电流IPP 在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器件允许通过的最大脉冲峰值电流IPP 与最大箝位电压VC(MAX)的乘积，就是瞬态脉冲功率的最大值使用时应正确选取TVS,使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出 现的最大瞬态浪涌功率腐试於肉谁用时A图3瞬时电流脉冲峰值电流出现时 电压随时间的变化曲线图3表明当瞬时脉冲峰值电流出现时，TVS被击穿，并由击穿电压值上升至最大 箝位电压值，随着脉冲电流呈指数下降，箝位电压亦下降，恢复到原来状态。

因 此，TVS能抑制可能出现的脉冲功率的冲击，从而有效地保护电子线路TVS峰值电流的试验波形采用标准波（指数波形），由TR/TP决定峰值电流上升时间TR:电流从0.1IPP开始达到0.9IPP的时间半峰值电流时间TP：电流从零开始通过最大峰值后，下降到0.5IPP值的时间 其波形如图4所示3） 最大反向工作电压VRWM （或变位电压）器件反向工作时，在规定的IR下，器件两端的电压值称为最大反向工作电压 VRWM通常VRWM二（0.8〜0.9） V（BR）在这个电压下，器件的功率消耗很小 使用时，应使VRWM不低于被保护器件或线路的正常工作电压4） 最大箝位电压VC（max ）在脉冲峰值电流Ipp作用下器件两端的最大电压值称为最大箝位电压使用时， 应使VC(max )不高于被保护器件的最大允许安全电压最大箝位电压与击穿电 压之比称为箝为系数即： 箝位系数二VC(max )/V(BR)一般箝位系数为1.3左右5) 反向脉冲峰值功率PPRTVS的PPR取决于脉冲峰值电流IPP和最大箝位电压VC(max )，除此以外，还和 脉冲波形、脉冲时间及环境温度有关当脉冲时间Tp 一定时，PPR=K1 K2•VC(max )-Ipp 式中K1为功率系数，K2为功率的温度系数。

典型的脉冲持续时间tp为1MS，当施加到瞬态电压抑制二极管上的脉冲时间tp 比标准脉冲时间短时，其脉冲峰值功率将随tp的缩短而增加图5给出了 PPR与七？的关系曲线TVS的反向脉冲峰值功率PPR与经受浪涌的 脉冲波形有关，用功率系数K1表示，各种浪涌波形的K1值如表1所示E= J i(t) ・V(t)dt式中：i(t)为脉冲电流波形，V(t)为箝位电压波形这个额定能量值在极短的时间内对TVS是不可重复施加的但是，在实际的应用 中，浪涌通常是重复地出现，在这种情况下，即使单个的脉冲能量比TVS器件可 承受的脉冲能量要小得多，但若重复施加，这些单个的脉冲能量积累起来，在某 些情况下，也会超过TVS器件可承受的脉冲能量因此，电路设计必须在这点上 认真考虑和选用TVS器件，使其在规定的间隔时间内，重复施加脉冲能量的累积 不至超过TVS器件的脉冲能量额定值6） 电容CPPTVS的电容由硅片的面积和偏置电压来决定，电容在零偏情况下，随偏置电压的 增加，该电容值呈下降趋势电容的大小会影响TVS器件的响应时间7） 漏电流IR当最大反向工作电压施加到TVS上时，TVS管有一个漏电流IR，当TVS用于高阻 抗电路时，这个漏电流是一个重要的参数。

TVS二极管的分类TVS器件可以按极性分为单极性和双极性两种，按用途可分为各种电路都适用的 通用型器件和特殊电路适用的专用型器件如：各种交流电压保护器、4〜200mA 电流环保器、数据线保护器、同轴电缆保护器、机保护器等若按封装及内 部结构可分为：轴向引线二极管、双列直插TVS阵列（适用多线保护）、贴片式、 组件式和大功率模块式等TVS二极管的应用 目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、 家用电器、仪器仪表（电度表）、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、 USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦 合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、 工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域TVS二极管的特点（1） 将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的肪 冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵2） 静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms；而一 般的TTL器件，遇到超过30ms的10V脉冲时，便会导至损坏。

利用TVS二极管， 可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰（Crosstalk）3） 将TVS二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要 的噪音影响TVS的选用技巧（1） 确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高 端”容限2） TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压若选用 的VWM太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作串行 连接分电压，并行连接分电流3） TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压4） 在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电 路内可能出现的峰值脉冲功率在确定了最大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大 于瞬态浪涌电流5） 对于数据接口电路的保护，还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件6）根据用途选用TVS的极性及封装结构交流电路选用双极性TVS较为合理; 多线保护选用TVS阵列更为有利7) 温度考虑瞬态电压抑制器可以在一55°C〜+150°C之间工作如果需要TVS 在一个变化的温度工作，由于其反向漏电流ID是随增加而增大；功耗随TVS结 温增加而下降，从+25C〜+175C，大约线性下降50%雨击穿电压VBR随温度的 增加按一定的系数增加。

因此，必须查阅有关产品资料，考虑温度变化对其特性 的影响。