瞬态抑制二极管和稳压二极管在电路中的应用

1.瞬态抑制二极管(TVS)

1)瞬态抑制二极管并联在电路中使用,其上没有限流电阻;

2)瞬态抑制二极管优点响应时间短,击穿电压误差小,钳位精度高,无跟随电流现象,体积小。并且经受多次瞬变电压后,性能不下降,可靠性高。

3)缺点由于吸收的瞬态冲击功率都施加在二极管PN结上,故其所能承受的冲击功率比气体放电管、压敏电阻小很多,通流容量也较小。TVS管的寄生电容较大,而低电容TVS管的功率则较小。故此,TVS管主要适合于冲击能量较小场合的保护。如果过电压冲击能量较大,通常需使用多级分压钳位设计,并将TVS管作为末级保护器件。

二极管的典型伏安特性曲线,该曲线具有正向导通、反向关断以及反向击穿三个状态。当二极管承受正向电压大于0.7V时,即正向导通;当二极管承受的反向电压不大,小于VWM时,PN结反偏形成的漏电流很小,二极管接近关断状态;当反向电压继续增大,高于一定值VBR时,PN结反向击穿导通,反方向电流迅速增大。

(1)额定直流持续工作电压VWM

在额定工作温度范围内,只要外加电压不超过额定直流持续工作电压,二极管就一直保持在阻断状态,不会转为导通或微通状态。在实际应用时,这个参数必须大于或等于被保护物体的最大工作电压,具体参见图1。

(2)最小击穿电压VBR

在规定幅值的直流测试电流下,二极管的反向电压即为最小击穿电压。通常测试电流为1mA。

(3)最大钳位电压VC

在通过规定波形的大电流(几十至几百安)时,TVS管两端出现的最高电压为最大钳位电压。通常测试波形为10/1000μs电流波。

(4)脉冲电流峰值IPP

通常为10/1000μs脉冲电流波的峰值。

(5)脉冲功率

在规定的10/1000μs电流波形下,TVS管两端的最大钳位电压与管子中电流峰值的乘积为脉冲功率。当考虑管子的额定脉冲功率的参数时,要考虑到实际的暂态脉冲波形。如果实际脉冲的持续时间比10/1000μs的短,则管子可以吸收比额定脉冲功率值更大的暂态功率。比如,一只典型的雪崩二极管在8/20μs波形下能够通过的最大脉冲电流要比它在10/1000μs波形下能够通过的最大脉冲电流大6~10倍。

(6)泄漏电流Id

在反向电压VWM作用下,TVS管中流过的反向电流值为泄漏电流。

(7)正向压降Vf

一般以额定的正弦波电流通过半个周期时的压降表示,一般在0.7~3V。

(8)寄生电容

TVS管PN节的电容为寄生电容。该电容受反向电压影响,通常在1MHz测得。

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