TVS瞬态抑制二极管的介绍与选取指南

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简介:TVS用于瞬间突波之抑制,与受保护器件并联。在正常工作状态下,TVS对受保护线路呈高阻抗状态,当瞬间电压超过其击穿电压时,TVS就提供一个低阻抗的路径予瞬间电流。

概述:瞬态抑制二极管简称TVS (Transient Voltage Suppressor ),TVS的电气特性由P-N结面积,参杂浓度及晶片阻质决定的。其耐突波电流的能力与其P-N结面积成正比。

特点:反映速度快(为pS级),体积小,箝位电压低,可靠性高。10/1000μs波脉冲功率从400W~30000W,脉冲峰值电流从几安~几百安。常用的TVS管的击穿电压有从5V到550V的系列值。且可靠性高,在TVS管规范之工作范围内,性能可靠,不易劣化,使用寿命长。

应用:TVS瞬态抑制二极管广泛应用于半导体及敏感零件的保护,二级电源和信号电路的保护,以及防静电等。

TVS瞬态抑制二极管的原理

TVS用于瞬间突波之抑制,与受保护器件并联。在正常工作状态下,TVS对受保护线路呈高阻抗状态,当瞬间电压超过其击穿电压时,TVS就提供一个低阻抗的路径予瞬间电流。使得流向被保护元器件的瞬间电流转而分流到TVS二极管,而受保护元器件两端的电压被限制在TVS两端的箝制 电压(Clamping Voltage)。当这个过压条件消失后,TVS二极管又将恢复到高阻抗状态。

TVS瞬态抑制二极管的命名法则

a)TVS管的型号由三部分组成:系列名+电压值+单/双向符号

b)系列名代表不同的峰值脉冲功率和封装形式SMAJ、SMBJ、SMCJ、SMDJ表示贴片封装:分别代表的峰值脉冲功率为400W、600W、1500W和3000W;其它系列名表示同轴引线封装:P4KE为400W、P6KE为600W、1.5KE为1500W,SA为500W、3KP为3000W,其余类推(型号名KP或KPA前面的数字表示kW数)。

c)系列名后的数字代表击穿电压标称值或反向断态电压值 P4KE、P6KE、1.5KE系列中代表击穿电压标称值(VBR);其它系列中代表反向断态电压值(VRWM)。

d)A表示单向,CA表示双向。注意:SAC(500W)、LCE (1500W)系列是低电容的TVS管,只有单向,没有双向。

TVS瞬态抑制二极管使用指南

TVS管使用时一般并联在被保护电路上。为了限制流过TVS管的电流不超过管子允许通过的峰值电流IPP,应在线路串联加限流元件,如电阻、自恢复保险丝、电感等。

击穿电压VBR的选择:TVS管的击穿电压应根据线路最高工作电压US按公式:VBRmin≥1.2US 或 VRWM ≥1.1US 选择。

脉冲峰值电流IPP的选择:当TVS管单独使用时,要根据线路上可能出现的最大浪涌电流来选择合适的型号。当TVS管在放电管后作为第二级保护时,一般用500W~600W的就可以了。

用于信号传输电路保护时,一定要注意所传输信号的频率或传输速率。当信号频率或传输速率较高时,应选用低电容系列的管子:信号频率(传输速率)≥10MHz(Mb/s),Cj≤60pF;信号频率(传输速率)≥100 MHz(Mb/s),Cj≤20pF。当低电容系列仍满足不了要求时,就应把TVS管串联到高速二极管组成的桥路中。

TVS瞬态抑制二极管的选取

最大箝位电压VC要小于电路允许的最大安全电压。截止电压VRWM大于电路的最大工作电压,一般可以选择VRWM等于或者略大于电路的最大工作电压。额定的最大脉冲功率(TVS参数中给出) PM要大于最大瞬态浪涌功率。

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