一、什么是tvs二极管
tvs二极管是一种齐纳二极管,主要用于静电保护,用于吸收来自外部接口和端子的静电和短脉冲电压。其工作原理是对于受到保护状态时对电路呈现的是高阻抗状态,而当瞬间电压超过其击穿电压时,tvs二极管就会呈现出低阻抗的路径。并通过大电流方式使流向被保护元器件的瞬间电流分流到tvs二极管,同时将受保护元器件两端的电压限制在tvs二极管的箝位电压。当过压条件消失后,tvs二极管又恢复到高阻抗状态。
tvs可以吸收侵入性的esd,保护电子设备,防止电路故障,tvs的主要参数如下:
(1)最小击穿电压vbr:器件在发生击穿的区域内,在规定的试验电流ibr(一般情况ibr=1ma)下,测得器件两端的电压称为最小击穿电压。
(2)反向断态电压vrwm:tvs二极管最大连续工作的直流或脉冲电压,该电压施加于tvs二极管的两极间时,它处于反向关断状态,流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ir。
(3)脉冲峰值电流ipp:反向工作时,在规定的脉冲波形(如:10/1000μs双指数波形)条件下,器件允许通过的最大浪涌电流。
(4)最大箝位电压vc:当脉冲峰值电流ipp流过tvs二极管时,其两端出现的最大电压值称为箝位电压vc。vc和ipp反映了tvs二极管的浪涌抑制能力。通常把vc与vbr之比称为箝位因子(系数),其值一般在1.2~1.4之间。
(5)脉冲峰值功率ppp:脉冲峰值功率ppp是指脉冲峰值电流ipp与最大箝位电压vc的乘积,即ppp=ipp×vc。它是tvs二极管能承受的最大峰值功率。在给定的最大箝位电压下,脉冲峰值功率ppp越大,其浪涌电流的承受能力越大。
(6)结电容cj:tvs二极管结电容cj是由其硅片的雪崩结截面和偏置电压来决定的,是在特定频率(1mhz)下测得。cj的大小与tvs二极管的电流承受能力成正比,cj太大,将使信号衰减。因此,电容cj是数据接口电路选用tvs二极管的重要参数。在高频信号线路的保护中,应主要选用低结电容的tvs管,一般低结电容的tvs管其结电容可以做到零点几到几p f的数量级了。
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