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TVS二極體的主要參數有哪些?
2020-06-11 09:25:12

        處理暫態脈衝對器件損害的最好辦法是將暫態電流從敏感器件引開。TVS二極體線上路板上與被保護線路並聯,當暫態電壓超過電路正常工作電壓後,TVS二極體便發生雪崩,提供給暫態電流一個超低電阻通路,其結果是暫態電流通過二極體被引開,避開被保護器件,並且在電壓恢復正常值之前使被保護回路一直保持截止電壓。當暫態脈衝結束以後,TVS二極體自動恢復高阻狀態,整個回路進入正常電壓。許多器件在承受多次衝擊後,其參數及性能會發生退化,而只要工作在限定範圍內,二極體將不會發生損壞或退化。

        從以上過程可以看出,優恩建議在選擇TVS二極體時,必須注意以下幾個參數的選擇:
        1. 最小擊穿電壓VBR和擊穿電流IRVBRTVS最小的擊穿電壓,在25℃時,低於這個電壓TVS是不會發生雪崩的。當TVS流過規定的1mA電流(IR)時,加於TVS兩極的電壓為其最小擊穿電壓VBR。按TVSVBR與標準值的離散程度,可把VBR分為5%10%兩種。對於5%VBR來說,VWM=0.85VBR;對於10%VBR來說,VWM=0.81VBR。為了滿足IEC61000-4-2國際標準,TVS二極體必須達到可以處理最小8kV(接觸)15kV(空氣)ESD衝擊,有的半導體生產廠商在自己的產品上使用了更高的抗衝擊標準。對於某些有特殊要求的便攜設備應用,設計者可以按需要挑選器件。

        2. 最大反向漏電流ID和額定反向關斷電壓VWMVWM這是二極體在正常狀態時可承受的電壓,此電壓應大於或等於被保護電路的正常工作電壓,否則二極體會不斷截止回路電壓;但它又需要儘量與被保護回路的正常工作電壓接近,這樣才不會在TVS工作以前使整個回路面對過壓威脅。當這個額定反向關斷電壓VWM加於TVS的兩極間時它處於反向關斷狀態,流過它的電流應小於或等於其最大反向漏電流ID

        3. 最大箝位電壓VC和最大峰值脈衝電流IPP。當持續時間為20mS的脈衝峰值電流IPP流過TVS時,在其兩端出現的最大峰值電壓為VCVCIPP反映了TVS的浪湧抑制能力。VCVBR之比稱為箝位因數,一般在1.2~1.4之間。VC是二極體在截止狀態提供的電壓,也就是在ESD衝擊狀態時通過TVS的電壓,它不能大於被保護回路的可承受極限電壓,否則器件面臨被損傷的危險。

        4. Pppm額定脈衝功率,這是基於最大截止電壓和此時的峰值脈衝電流。對於手持設備,一般來說500WTVS就足夠了。最大峰值脈衝功耗PMTVS能承受的最大峰值脈衝功耗值。在給定的最大箝位電壓下,功耗PM越大,其浪湧電流的承受能力越大。在給定的功耗PM下,箝位電壓VC越低,其浪湧電流的承受能力越大。另外,峰值脈衝功耗還與脈衝波形、持續時間和環境溫度有關。而且,TVS所能承受的瞬態脈衝是不重複的,器件規定的脈衝重複頻率(持續時間與間歇時間之比)0.01%。如果電路內出現重複性脈衝,應考慮脈衝功率的累積,有可能損壞TVS

        5. 電容量C。電容量C是由TVS雪崩結截面決定的,是在特定的1MHz頻率下測得的。C的大小與TVS的電流承受能力成正比,C太大將使信號衰減。因此,C是數據介面電路選用TVS的重要參數。電容對於數據/信號頻率越高的回路,二極體的電容對電路的干擾越大,形成雜訊或衰減信號強度,因此需要根據回路的特性來決定所選器件的電容範圍。高頻回路一般選擇電容應儘量小(LCTVS、低電容TVS,電容不大於3pF),而對電容要求不高的回路電容選擇可高於40pF

        注:TVS的選型
        最大箝位電壓VC要小於電路允許的最大安全電壓。
        截止電壓VRWM大於電路的最大工作電壓,一般可以選擇VRWM等於或者略大於電路的最大工作電壓。

        額定的最大脈衝功率(TVS參數中給出) PM要大於最大瞬態浪湧功率。


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