瞬态抑制二极管

张衍波

瞬态抑制二极管是一种能把瞬态电压抑制在被保护元件能承受的安全水平的高效能保护器件。瞬态电压是交流电路上电流与电压的一种瞬时态的畸变，会对微电子半导体芯片造成损坏。虽然有些微电子半导体芯片受到瞬态电压侵袭后,它的性能没有明显的下降，但是多次累积的侵袭会给芯片器件造成内伤而形成隐患。瞬态抑制二极管能够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。

· 瞬态抑制二极管的必要性

o 瞬态电压是交流电路上电流与电压的一种瞬时态的畸变。浪涌、谐波为主要的表现形式。超高压是指通常的瞬态电压尖峰，高出正常电路电压幅值的好几倍。瞬时态是指瞬态电压持续的时间非常之短，它可以在数亿分之一秒内完成迸发到消失的过程。高频次是指瞬态电压的活动十分频繁，可以说无时不有、无处不在。瞬态电压是会对微电子半导体芯片造成损坏的。虽然有些微电子半导体芯片受到瞬态电压侵袭后,它的性能没有明显的下降，但是多次累积的侵袭会给芯片器件造成内伤而形成隐患。瞬态电压对芯片器件造成的损伤难以与其它原因造成的损伤加以区别, 从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。由于微电子半导体芯片的精、细、结构, 如要替换或修理需要使用高度精密仪器,是非常费财的。为一的有效方法就是把瞬态电压抑制在被保护元件能承受的安全水平。瞬态抑制二极管就是这样一种保护元件。

· 瞬态抑制二极管的性能参数

o Vrwm可承受的反向电压：在此阶段瞬态电压抑制二极管为不导通之状态。Vrwm必需大於电路的正常工作电压, 否则瞬态电压抑制二极管会不断截止回路电压。但Vrwm需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近,这样才不会在瞬态电压抑制二极管工作以前使整个迥路面对过压威胁。

Vbr反向崩溃电压：当瞬态电压超过Vbr,瞬态电压抑制二极管便产生崩溃把瞬态电压抑制在某个水平,提供瞬态电流一个超低电阻通路,让瞬态电流透过瞬态电压抑制二极管被引开,避开被保护元件。

Ir反向漏电电流：瞬态电压抑制二极管是以反向电流的方式连接在线路上,一般都会有10-100A的反向漏电电流。

Vc瞬态电压抑制二极管的抑制电压：Vc是在瞬态电压冲击时,例如静电,在截止状态所提供的电压。Vc也是用来测定瞬态电压抑制二极管在抑制瞬态电压时的性能。Vc不能大於被保护迥路的可承受极限电压,否则元件面临被损坏。Vc通常都是越小越好。

TVS瞬态电压抑制二极管的值：对於数据/ 讯号频率越高的回路,瞬态电压抑制二极管的电容值对电路的干扰越大。这会形成噪音或衰减讯号强度。高频迥路或高传输如USB2.0,1394,需要选择低电容值瞬态电压抑制二极管,电容值不大於10pF。而对电容值要求不高的回路,电容值可高於100pF。

· 瞬态抑制二极管的选型

o 1、确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。

2、TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VWM太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。串行连接分电压，并行连接分电流。

3、TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。

4、在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定最大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。

5、对于数据电路的保护，还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。

6、根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合理；多线保护选用TVS阵列更为有利。

7、温度考虑。可以在－55~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度工作，由于其反向漏电流ID是随增加而增大；功耗随TVS结温增加而下降，从+25℃到+175℃，大约线性下降50％雨击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此，必须查阅有关产品资料，考虑温度变化对其特性的影响。

分单极和双极型  单极有色环为阴极 无色环为阳极 和普通二极管一样量  双极没有色环 有的后缀加c   数字表量正反阻值应为1   所以无法判断 断线是量不出来的