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    8. 瞬態抑制TVS二極管的術語及定義
      • 發布時間:2021-01-25 17:57:11
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      瞬態抑制TVS二極管的術語及定義
      瞬態抑制二極管,TVS管
      電撬設備
      該類抑制器具有“電撬”特性,通常與4層NPNP硅控雙極裝置或等離子氣體/GDT裝置有關。 一旦達到閾值或轉折電壓,則電流的進一步增加將導致設備快速導電,其正向電壓降僅為幾伏。 實質上,線路在發生瞬態現象時將處于暫時的“短路”狀態。
      工作溫度范圍
      設備應用電路的最低和最高環境工作溫度。 工作溫度不能對鄰近元件造成影響,這是設計人員必須考慮的一個參數。
      電容
      允許電路元件儲存電荷的電路元件屬性。 在電路保護中,斷態電容通常是在頻率1 MHz、偏壓2 V下測得的。
      反向斷態電壓(VR)
      對單向瞬態抑制二極管而言,在無大電流的情況下,這是可用于閉鎖方向的最大峰值電壓。 對雙向瞬態而言,它適應于任一方向。 其含義與最大斷態電壓和最高工作電壓相同。
      擊穿電壓(VBR)
      在指定的直流測試電流下測得的擊穿電壓,通常為1mA。 通常會說明最大與最小值。
      峰值脈沖電流(IPP)
      可重復施加的最大脈沖電流。 若經說明,通常可以是10x1000μs雙指數波形,也可以是8x20μs。
      最大鉗位電壓(VC 或VCI)
      在出現最大峰值脈沖電流時,可從保護器上測得的最大電壓。
      峰值脈沖功率(PPP)
      以瓦或千瓦表示,1ms指數瞬態值(請參閱第23頁的圖1),是IPP和VCL的乘積。
      瞬態抑制二極管TVS的基本知識 
      二極管是大家熟悉的元件,但瞬態抑制二極管就可能不太熟悉了。本文將介紹這種特殊二極管的用途、 工作原理等基本知識。
      各種電子設備中的各種半導體器件,一般都在直流低電壓范圍各作;如果在電源中串入一個瞬間上百伏甚室上千伏的高電壓脈沖,就有可能將電路中的半導體器件擊穿。例如,人體往往帶有靜電。放電時的電壓脈沖可達幾百狀到上千伏。瞬態抑制二極管可用來保護電路,不使這種瞬態高壓脈沖損壞半導體器件。
      從穩壓二極管說起 
      穩壓二極管是大家比較熟悉的器件,其基本工作電路如圖1所示。VIN是輸入電壓,R 是限流電阻、 VDz是穩壓二極管。VIN可以在很大范圍內變化,只要限流電阻有足夠大,使產生的 IZ 電流在允許范圍內、則輸出電壓VZ 變化是很小的。穩壓二極管工作在反向擊穿狀態。它電流變化 △I 較大,但愉出電壓變化△V甚小,起到穩壓作用。當VIN 的電壓已超過可以擊穿電路的半導體器件的電壓時,由于穩壓二極管輸出電壓Vz基本不變,電路仍能正常工作。
      瞬態抑制二極管簡介 
      瞬態抑制二極管的結構與穩壓二極管相似,連符號也一樣。 
      瞬態抑制二極管(TVS)工作原理與穩壓二極管一樣,但結構上有差別。其最大的差別是一般穩壓二極管組成的 PN 結面積很小。它能承受的反向電流較小。一般小功率穩壓管 (0.5-1W)其最大反向龜流為幾十毫安到幾百毫安。而瞬態抑制二極管的PN結面積較大,可耗散的功率較大,允許最大的反向電流可達幾安 到幾十安。因此它可以吸收瞬時高電壓脈沖所造成的瞬間大電流。一般穩壓二極管是0.5-3W, 而瞬間二 極管達300w到1500W ,有些用于高壓的可達1OkW 以上。
      例如,一種反向擊穿電壓Vbr為6.4-7.3V、耗散g功率為500W 的瞬態二極管,它能承受的最大脈沖電流 IPP是52- 54A。 
      利用瞬態二極管作保護的電路如圖2所示,它并聯在保護的電路上。要注意的是它不需要限流電阻R。如 果被保護的電路工作電壓是+5V,則可選6.5- 7V擊穿的二極管。在正常工作時,瞬態二極管不工作,相當開路;當工作電壓中有瞬間高壓脈沖時,瞬態二極管在高壓脈沖作用瞬間被籍位于9V左右,這瞬間9V電壓對 5V 工作的電路是安全的。當高壓脈沖過去后,瞬態二極管又相當開路,由此可見在電源電壓正常時(或略有波動時)瞬態二極管不工作,也不損耗電路。在有瞬間高壓脈沖時,它吸收了瞬間大電流而鉗位在比工作電源略高的電壓上保護了電路。它可以反復使用,有很長收使用壽命。
      圖3的電路能對正瞬態脈沖鉗位,為能在正反脈沖時都能起保護作用,可采用圖4 雙向瞬間二極管,它相當于 兩個瞬態二極管反相串聯在一起。不論正負瞬態高壓脈沖都可以獲得保護,并且不影響電路的正常工作。
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