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瞬态二极管的特性及主要参数

瞬态二极管(transient voltage suppressor)简称tvs,是一种二极 管形式的高效能保护器件。当tvs 二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它 能以10的负12次方秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的 浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元 器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。
特性曲线
tvs 的电路符号与普通稳压二极管相同。它的正向特性与普通二极管相同;反向特性为典型的pn 结雪崩器件。在瞬态峰值脉冲电流作用下,流过tvs 的电流,由原来的反向漏电流id上升到ir 时,其两极呈现的电压由额定反向关断电压vwm 上升到击穿电压vbr,
tvs 被击穿。随着峰值脉冲电流的出现,流过tvs 的电流达到峰值脉冲电流ipp。
在其两极的电压被箝位到预定的箝位电压以下。尔后,随着脉冲电流按指数衰减,tvs 两极的电压也不断下降,恢复到起始状态。这就是tvs 抑制可能出现的浪涌脉冲功率,保护电子元器件的整个过程。
特性参数
①反向漏电流id和额定反向关断电压vwm。
vwm 是tvs 连续工作的直流或脉冲电压,当这个反向电压加入tvs 的两极间时,它处于反向关断状态,流过它的电流应小于或等于其反向漏电流 id。
②小击穿电压vbr 和击穿电流ir
vbr 是tvs 小的雪崩电压。25℃时,在这个电压之前,tvs 是不导通的。
当tvs 流过规定的1ma 电流(ir)时,加入tvs 两极间的电压为其 击穿电压vbr。按tvs 的vbr 与标准值的离散程度,可把tvs 分为±5%vbr和平共处±10%vbr 两种。对于±5%vbr来说,vwm=0.85vbr;对于±10%vbr 来说,vwm=0.81 vbr。
③箝拉电压vc 和峰值脉冲电流ipp
当持续时间为20微秒的脉冲峰值电流ipp 流过tvs 时,在其两极间出现的峰值电压为vc。它是串联电阻上和因温度系数两者电压上升的组合。vc 、ipp反映 tvs 器件的浪涌抑制能力。vc 与vbr 之比称为箝位因子,一般在  1.2~1.4之间。
④电容量c
电容量c 是tvs 雪崩结截面决定的、在特定的1mhz频率下测得的。c 的大与tvs 的电流承受能力成正比,c 过大将使信号衰减。因此,c 是数据接口电路选用tvs 的重要参数。
⑤峰值脉冲功耗pm
pm 是tvs 能承受的峰值脉冲耗散功率。其规定的试验脉冲波形和各种tvs 的pm 值,请查阅有关产品手册。在给定的箝位电压下,功耗pm 越大,
其浪涌电流的承受能力越大;在给定的功耗pm 下,箝位电压vc 越低,其浪涌电流的承受能力越大。另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且tvs 所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%,如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的“累积”,有可能使tvs 损坏。
⑥箝位时间tc
tc 是tvs两端电压从零到小击穿电压vbr 的时间。对单极性tvs 于1×10-12秒;对双极性tvs 于是1×10-11 秒。
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