TVS二極管和穩壓二極管的異同

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2018-07-20
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摘要 :

一、穩壓管和TVS的工作原理

  穩壓二極管(又叫齊納二極管),是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件,在這臨界擊穿點上,反向電阻降低到一個很小的數值,在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恒定。穩壓二極管是根據擊穿電壓來分檔的,因為這種特性,穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。穩壓二極管可以串聯起來以便在較高的電壓上使用,通過串聯就可獲得更多的穩定電壓。
  TVS(Transient Voltage Suppresser瞬態電壓抑制器)是普遍使用的一種新型高效電路保護器件,它具有極快的響應時間(亞納秒級)和相當高的浪涌吸收能力。當它的兩端經受瞬間的高能量沖擊時,TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變為低阻抗,以吸收一個瞬間大電流,從而把它的兩端電壓鉗制在一個預定的數值上,從而保護后面的電路元件不受瞬態高壓尖峰脈沖的沖擊。正因為如此,TVS可用于保護設備或電路免受靜電、電感性負載切換時產生的瞬變電壓,以及感應雷所產生的過電壓。
  TVS和穩壓管一樣,也是反向應用的。其中VR稱為最大轉折電壓,是反向擊穿之前的臨界電壓。VB擊穿電壓,其對應的反向電流IT一般取值為1 mA。VC是最大箝位電壓,當TVS中流過的峰值電流IPP的大電流時,管子兩端電壓就不再上升了。因此TVS管能夠始終把被保護的器件或設備的端口電壓限制在VBVC的有效區內。與穩壓管不同的是,IPP的數值可達數百安培,而箝位響應時間僅為1×10-12s。TVS的最大允許脈沖功率為PM=VCIPP,且在給定最大鉗位電壓下,功耗PM越大,其浪涌電流的承受能力越大。
  
  2、穩壓管和TVS管的異同
  電子系統的應用當中,電壓及電流的瞬態干擾會經常造成電子設備的損壞,瞬態干擾的顯著特點是作用時間極短,但電壓幅度高、瞬態能量大,所以破壞性很大。為了防止這種破壞,TVS管得到了廣泛的應用,TVS(Transient Voltage Suppressor)是一種在穩壓管工藝基礎上發展起來的一高效能的電路保護器件,其電路符號和普通穩壓二極管相同,外形也與普通二極管無異,當TVS管兩端經受瞬間的高能量沖擊時,它能以極高的速度(最高達1*10-12)使其阻抗驟然降低,同時吸收一個大電流,將其兩端間的電壓箝位在一個預定的數值上,從而確保后面的電路元件免受瞬態高能量的沖擊而損壞。我們在一些精密電子設備中經??梢钥吹?/span>TVS二極管作為ESD防護的主要手段之一。
  作為二者的共同點,它們都可以用來穩壓,并且都工作在反向截止狀態下,其正向特性與普通二極管相同,反向特性為典型的PN結雪崩器件。但是TVS管齊納擊穿電流更小,大于10V的穩壓只有1mA,相對來說齊納二極管擊穿電流要大不少,但是齊納二極管穩壓精度可以做的比較高。而且TVS管強調的是瞬態響應,所以其時間參數就很重要了,也就是說穩壓二極管的響應時間通常要比TVS管的慢。同時TVS管的功率較大,而穩壓管的功率較小。
  其次,從概念上理解,TVS管主要是防止瞬間大電壓的影響,最終可以達到穩壓的目的,這與穩壓管的作用是有區別的。

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