TVS(TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR)或稱瞬變電壓抑制二極管是在穩(wěn)壓管工藝基礎上發(fā)展起來的一種新產(chǎn)品,其電路符號和普通穩(wěn)壓二極管相同,外形也與普通二極管無異。秦晉電子總結了一些TVS管的選型經(jīng)驗,希望對大家有所幫助。
1.若TVS二極管有可能承受來自兩個方向的尖峰脈沖電壓(浪涌電壓)沖擊時,應當選用雙極性的,否則可選用單極性。
2.所選用TVS二極管的Vc值應低于被保護元件的最高電壓。Vc是二極管在截止狀態(tài)的電壓,也就是在ESD沖擊狀態(tài)時通過TVS二極管的電壓,它不能大于被保護回路的可承受極限電壓,否則器件面臨被損壞的危險。
3.TVS二極管在正常工作狀態(tài)下不要處于擊穿狀態(tài),最好處于VR以下,應綜合考慮VR和VC兩方面的要求來選擇適當?shù)腡VS二極管。(相關閱讀:TVS的特性、參數(shù)及分類)
4.如果知道比較準確的浪涌電流IPP,則可利用VCIpp來確定功率;如果無法確定IPP的大致范圍,則選用功率大些的TVS二極管為好。PM是TVS二極管能承受的最大峰值脈沖功率耗散值。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)時間和環(huán)境溫度有關。
5.TVS二極管所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復的,器件規(guī)定的脈沖重復頻率(持續(xù)時間與間歇時間之比)為0.01%。如果電路內出現(xiàn)重復性脈沖,應考慮脈沖功率的累積,不然有可能損壞TVS二極管。
6.對于小電流負載的保護,可有意識地在線路中增加限流電阻,只要限流電阻的阻值適當,一般不會影響線路的正常工作,但限流電阻對干擾所產(chǎn)生的電流卻會大大減小。但這樣可能選用峰值功率較小的TVS二極管來對小電流負載線路進行保護。
7.電容量C是由TVS二極管雪崩結截面決定的,這是在特定的1 MHz頻率下測得的。C的大小與TVS二極管的電流承受能力成正比,C太大將使信號衰減。因此,C是數(shù)據(jù)接口電路選用TVS的重要參數(shù)。對于數(shù)據(jù)/信號頻率越高的回路,二極管的電容對電路的干擾越大,形成噪聲或衰減信號強度也大,因此,需要根據(jù)回路的特性來決定所選器件的電容范圍。高頻回路一般選擇電容應盡量小(如LCTVS、低電容TVS,電容不大于3 pF),而對電容要求不高的回路,電容的容量選擇可高于40pF。
8.為了滿足IEC61000-4-2國際標準,TVS二極管必須達到可以處理最小8 KV(MB,接觸)和15 kV(BM,空氣)的ESD沖擊,有的半導體生產(chǎn)廠商在自己的產(chǎn)品上使用了更高的抗沖擊標準。而對于某些有特殊要求的便攜設備應用,設計者可以按需要挑選器件。
1.若TVS二極管有可能承受來自兩個方向的尖峰脈沖電壓(浪涌電壓)沖擊時,應當選用雙極性的,否則可選用單極性。
2.所選用TVS二極管的Vc值應低于被保護元件的最高電壓。Vc是二極管在截止狀態(tài)的電壓,也就是在ESD沖擊狀態(tài)時通過TVS二極管的電壓,它不能大于被保護回路的可承受極限電壓,否則器件面臨被損壞的危險。
3.TVS二極管在正常工作狀態(tài)下不要處于擊穿狀態(tài),最好處于VR以下,應綜合考慮VR和VC兩方面的要求來選擇適當?shù)腡VS二極管。(相關閱讀:TVS的特性、參數(shù)及分類)
4.如果知道比較準確的浪涌電流IPP,則可利用VCIpp來確定功率;如果無法確定IPP的大致范圍,則選用功率大些的TVS二極管為好。PM是TVS二極管能承受的最大峰值脈沖功率耗散值。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)時間和環(huán)境溫度有關。
5.TVS二極管所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復的,器件規(guī)定的脈沖重復頻率(持續(xù)時間與間歇時間之比)為0.01%。如果電路內出現(xiàn)重復性脈沖,應考慮脈沖功率的累積,不然有可能損壞TVS二極管。
6.對于小電流負載的保護,可有意識地在線路中增加限流電阻,只要限流電阻的阻值適當,一般不會影響線路的正常工作,但限流電阻對干擾所產(chǎn)生的電流卻會大大減小。但這樣可能選用峰值功率較小的TVS二極管來對小電流負載線路進行保護。
7.電容量C是由TVS二極管雪崩結截面決定的,這是在特定的1 MHz頻率下測得的。C的大小與TVS二極管的電流承受能力成正比,C太大將使信號衰減。因此,C是數(shù)據(jù)接口電路選用TVS的重要參數(shù)。對于數(shù)據(jù)/信號頻率越高的回路,二極管的電容對電路的干擾越大,形成噪聲或衰減信號強度也大,因此,需要根據(jù)回路的特性來決定所選器件的電容范圍。高頻回路一般選擇電容應盡量小(如LCTVS、低電容TVS,電容不大于3 pF),而對電容要求不高的回路,電容的容量選擇可高于40pF。
8.為了滿足IEC61000-4-2國際標準,TVS二極管必須達到可以處理最小8 KV(MB,接觸)和15 kV(BM,空氣)的ESD沖擊,有的半導體生產(chǎn)廠商在自己的產(chǎn)品上使用了更高的抗沖擊標準。而對于某些有特殊要求的便攜設備應用,設計者可以按需要挑選器件。