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瞬态抑制二极管(TVS)参数详解及选型分析

发表日期:2021-08-17浏览:5220

在电路保护方案设计过程中,会发现,防浪涌过电压防护,很多电子工程师会选用瞬态抑制TVS二极管为电路安全保驾护航。比如,针对汽车电子12V DC电源线防护,推荐选用汽车级瞬态抑制TVS二极管SM8S33A,单向、DO-218AB封装、工作电压33V、击穿电压36.7V-40.6V、钳位电压53.3V、漏电流10uA,满足AEC-Q101标准,能通过ISO 7637-2和ISO 16750测试标准。

瞬态抑制二极管选型是否合理、正确,直接关系到电子产品的质量和可靠性。为此,电子工程师们一定要正确选型。那么,瞬态抑制TVS二极管如何选型呢?选型分析之前,有必要熟练掌握TVS二极管涉及到的各项参数。接下来东沃电子以单向TVS二极管为例,详细为您解读下各参数意义及选型分析。

单向瞬态抑制TVS二极管IV特性曲线如下图所示,第一象限是单向TVS管的输出特性曲线,有正向导通电压和正向导通电流两个参数。当TVS管反向偏置时,TVS有两种状态:高阻抗、低阻抗,看图第三象限,在高阻抗状态下,流过TVS的电流称为漏电流,该电流大小随着TVS的结温而变化。由高阻抗向低阻抗转变是雪崩击穿的开始,直到完全击穿时,TVS会瞬间把瞬态浪涌电压钳位在相对较低的安全电压下。

单向TVS伏安特性曲线.jpg

1)反向工作电压(Peak Reverse Working Voltage):TVS在这个工作电压下,是不工作的,即高阻抗状态,其对应的漏电流也是很小的,如:SM8S33A在工作电压33V以下,其漏电流10uA,功耗基本可以忽略不计。需要注意的是,瞬态抑制二极管的工作电压要大于电路中的工作电压,否则会干扰抑制,或损耗很大。

2)漏电流(Reverse Leakage Current):TVS二极管在反向工作电压下流过的电流,电流值非常小,也叫待机电流。

3)击穿电压(Breakdown Voltage):在测试电流下,TVS二极管反向导通时的两端电压。测试时,时间要控制在400ms以下,避免TVS受热损坏。测量时,击穿电压落在最小击穿电压和最大击穿电压之间都是正常的。

4)钳位电压(Clamping Voltage):施加规定波形的峰值脉冲电流下,TVS管两端测得的峰值电压。TVS的箝位电压要小于后级被保护电路最大可承受的瞬态安全电压。在相同IPP下,钳位电压越小,说明TVS的钳位特性越优秀。

TVS二极管工作原理.jpg

当然,瞬态抑制TVS二极管选型过程中,还需要注意漏电流、结电容、封装形式的取舍。10V以下反向工作电压的TVS,漏电流都比较大,容易导致功耗过大或信号采集精度超标;通信线路防护方案设计,要注意瞬态抑制二极管的结电容,不能影响通信质量;关于封装形式的选取,则要根据电路设计及测试要求选择合适封装的TVS。具体选型要点和技巧,可随时咨询东沃电子:136 7581 6901(微信同号)朱经理     

TVS二极管封装图片.jpg

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