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什么叫瞬態(tài)電壓抑制器?
瞬態(tài)電壓抑制器(Transient Voltage Suppressor)簡稱 TVS,是一種二極管 形式的高效能保護(hù)器件,有的文獻(xiàn)上也為 TVP、AJTVS、SAJTVS 等。當(dāng) TVS 二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí),它能以 10-12 秒量級(jí)的速度,將其 兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗崭哌_(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓箝 位于一個(gè)預(yù)定值,有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件,免受各種浪涌脈沖的 損壞。由于它具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝 位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備、電源、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。具體有以下三大特點(diǎn):
1、 將 TVS 二極管加在信號(hào)及電源線上,能防止微處理器或單片機(jī)因瞬間的 肪沖,如靜電放電效應(yīng)、交流電源之浪涌及開關(guān)電源的噪音所導(dǎo)致的失靈。
2、 靜電放電效應(yīng)能釋放超過 10000V、60A 以上的脈沖,并能持續(xù) 10ms;而 一般的 TTL 器件,遇到超過 30ms 的 10V 脈沖時(shí),便會(huì)導(dǎo)至損壞。利用 TVS 二 極管,可有效吸收會(huì)造成器件損壞的脈沖,并能消除由總線之間開關(guān)所引起的 干擾(Crosstalk )。
3、 將 TVS 二極管放置在信號(hào)線及接地間,能避免數(shù)據(jù)及控制總線受到不必 要的噪音影響。

TVS 的特性及主要參數(shù)
1、TVS 的特性曲線
TVS 的電路符號(hào)與普通穩(wěn)壓二極管相同。它的正向特性與普通二極管相同;反 向特性為典型的 PN 結(jié)雪崩器件。在瞬態(tài)峰值脈沖電流作用下,流過 TVS 的電流,由原來的反向漏電流 ID 上升 到 IR 時(shí),其兩極呈現(xiàn)的電壓由額定反向關(guān)斷電壓 VWM 上升到擊穿電壓 VBR,TVS 被擊穿。隨著峰值脈沖電流的出現(xiàn),流過 TVS 的電流達(dá)到峰值脈沖 電流 IPP。在其兩極的電壓被箝位到預(yù)定的最大箝位電壓以下。爾后,隨著脈 沖電流按指數(shù)衰減,TVS 兩極的電壓也不斷下降,最后恢復(fù)到起始狀態(tài)。這就 是 TVS 抑制可能出現(xiàn)的浪涌脈沖功率,保護(hù)電子元器件的整個(gè)過程。
2、TVS 的特性參數(shù)
①最大反向漏電流 ID 和額定反向關(guān)斷電壓 VWM:VWM 是 TVS 最大連續(xù)工 作的直流或脈沖電壓,當(dāng)這個(gè)反向電壓加入 TVS 的兩極間時(shí),它處于反向關(guān)斷 狀態(tài),流過它的電流應(yīng)小于或等于其最大反向漏電流 ID。
②最小擊穿電壓 VBR 和擊穿電流 IR:VBR 是 TVS 最小的雪崩電壓。25℃時(shí),在這個(gè)電壓之前,TVS 是不導(dǎo)通的。 當(dāng) TVS 流過規(guī)定的 1mA 電流(IR)時(shí),加入 TVS 兩極間的電壓為其最小擊穿電壓 VBR。按 TVS 的 VBR 與標(biāo)準(zhǔn)值的離散程度,可把 TVS 分為±5%VBR 和平共處±10% VBR 兩種。對(duì)于±5%VBR 來說,VWM=0.85VBR;對(duì)于±10% VBR 來說,VWM=0.81 VBR。
③最大箝拉電壓 VC 和最大峰值脈沖電流 IPP:當(dāng)持續(xù)時(shí)間為 20 微秒的脈沖峰值電流 IPP 流過 TVS 時(shí),在其兩極間出現(xiàn)的最 大峰值電壓為 VC。它是串聯(lián)電阻上和因溫度系數(shù)兩者電壓上升的組合。VC 、 IPP 反映了 TVS 器件的浪涌抑制能力。VC 與 VBR 之比稱為箝位因子,一般在1.2~1.4 之間。
④電容量 C電容量 :C 是 TVS 雪崩結(jié)截面決定的、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 過大將使信號(hào)衰減。因此,C 是數(shù)據(jù)接口電 路選用 TVS 的重要參數(shù)。
⑤最大峰值脈沖功耗 PM PM 是 TVS 能承受的最大峰值脈沖耗散功率。其規(guī)定的試驗(yàn)脈沖波形和各種 TVS 的 PM 值,請(qǐng)查閱有關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)。在給定的最大箝位電壓下,功耗 PM 越 大,其浪涌電流的承受能力越大;在給定的功耗 PM 下,箝位電壓 VC 越低, 其浪涌電流的承受能力越大。另外,峰值脈沖功耗還與脈沖波形、持續(xù)時(shí)間和 環(huán)境溫度有關(guān)。而且 TVS 所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復(fù)的,器件規(guī)定的脈沖重 復(fù)頻率(持續(xù)時(shí)間與間歇時(shí)間之比)為 0.01%,如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)性脈沖, 應(yīng)考慮脈沖功率的“累積”,有可能使 TVS 損壞。
⑥箝位時(shí)間 TC:TC 是從零到最小擊穿電壓 VBR 的時(shí)間。對(duì)單極性 TVS 小于 1×10-12 秒;對(duì)雙 極性 TVS 小于是 1×10-11 秒。
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