關於TVS ESD 穩壓二極體 壓敏電阻

2022-08-20 07:36:13 字數 2416 閱讀 4913

一、穩壓管和tvs管的工作原理

穩壓二極體(又叫齊納二極體),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,反向電阻降低到乙個很小的數值,在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定。穩壓二極體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。穩壓二極體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)和相當高的浪湧吸收能力。當它的兩端經受瞬間的高能量衝擊時,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,以吸收乙個瞬間大電流,從而把它的兩端電壓鉗制在乙個預定的數值上,從而保護後面的電路元件不受瞬態高壓尖峰脈衝的衝擊。正因為如此,tvs可用於保護裝置或電路免受靜電、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管和穩壓管一樣,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是擊穿電壓,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管中流過的峰值電流為ipp的大電流時,管子兩端電壓就不再上公升了。因此tvs管能夠始終把被保護的器件或裝置的埠電壓限制在vb~vc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的最大允許脈衝功率為pm=vcipp,且在給定最大鉗位電壓下,功耗pm越大,其浪湧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裝置的損壞,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體相同,外形也與普通二極體無異,當tvs管兩端經受瞬間的高能量衝擊時,它能以極高的速度(最高達1*10-12秒)使其阻抗驟然降低,同時吸收乙個大電流,將其兩端間的電壓箝位在乙個預定的數值上,從而確保後面的電路元件免受瞬態高能量的衝擊而損壞。我們在一些精密電子裝置中經常可以看到tvs二極體作為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,並且都工作在反向截止狀態下,其正向特性與普通二極體相同,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,大於10v的穩壓只有1ma,相對來說齊納二極體擊穿電流要大不少,但是齊納二極體穩壓精度可以做的比較高。而且tvs管強調的是瞬態響應,所以其時間引數就很重要了,也就是說穩壓二極體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。

壓敏電阻是電壓敏感電阻器的簡稱,是一種非線性電阻元件。壓敏電阻阻值與兩端施加的電壓大小有關,當加到壓敏電阻器上的電壓在其標稱值以內時,電阻器的阻值呈現無窮大狀態,幾乎無電流通過。當壓敏電阻器兩端的電壓略大於標稱電壓時,壓敏電阻迅速擊穿導通,其阻值很快下降,使電阻器處於導通狀態。當電壓減小至標稱電壓以下時,其阻值又開始增加,壓敏電阻又恢復為高阻狀態。當壓敏電阻器兩端的電壓超過其最大限制電壓時,它將完全擊穿損壞,無法自行恢復。

壓敏電阻器性優價廉,體積小,具有工作電壓範圍寬、對過壓脈衝響應快、耐衝擊電流能力強、漏電電流小(低於幾微安至幾十微安)、電阻溫度係數小等特點,是一種理想的保護元件,廣泛地應用在家電及其他電子產品中,常被用於構成過壓保護電路、消噪電路、消火花電路、防雷擊保護電路、浪湧電壓吸收電路和保護半導體元器件中。

壓敏電阻器的技術引數是衡量其效能優劣的重要指標。壓敏電阻器的引數有很多,其主要引數有以下幾項:

(1)標稱電壓。標稱電壓又稱壓敏電壓或基流電壓,它是指規定基準電流下壓敏電阻器兩端的電壓值。在大多數情況下,壓敏電壓值是在1ma的直流電流下測得的。

(2)通流(容)量。壓敏電阻器以規定的時間間隔和次數,通以標準的衝擊電流時,所允許通過的最大脈衝(峰值)電流值。

(3)漏電流。指在規定溫度和規定電壓(如75%的壓敏電壓)下,流過壓敏電阻器的直流電流值。壓敏電阻器的漏電流也稱為等待電流。

(4)最大限制電壓。壓敏電阻器兩端所能承受的最大電壓值,稱為最大限制電壓。

(5)殘壓。流過壓敏電阻器的電流為某一值時,在它兩端所產生的電壓,稱作這一電流值的殘壓。殘壓也是壓敏電阻器在通過規定波形的大電流衝擊波時,在壓敏電阻器兩端出現的最高峰值電壓。

(6)電壓比。當壓敏電阻器通過一規定電流(如1ma)時,其兩端的電壓值與通過規定電流的10%(如0.1ma)時其兩端電壓值之比,即為電壓比。電壓比值總是大於i的,且電壓比越接近於1,非線性電壓系數值越大,表明該產品效能越好,其電壓一電流特性曲線越陡直。

(7)靜態電容。它是指壓敏電阻器本身的固有電容量。

tvs管是瞬態抑制二極體,具有很快的響應能力和強大的浪湧吸收能力,主要用在電源輸入端用來吸收浪湧的;而esd是靜電放電管,主要用在關鍵引腳上起到靜電保護作用。

穩壓二極體

矽穩壓二極體 簡稱矽穩壓管 實質上是乙個矽晶體二極體。穩壓二極體的例項和管子的符號如圖z0113所示。1 二極體的擊穿現象 由二極體的伏安特性可知,當加於它兩端的反偏電壓超過反向擊穿電壓之後,二極體將發生擊穿現象。二 1 雪崩擊穿 對於摻雜濃度較低的pn結,結較厚,當外加反向電壓高到一定數值時,因外...

穩壓二極體

基本釋義 穩壓二極體,是指利用pn結反向擊穿狀態,其電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變的現象,製成的起穩壓作用的二極體。原理 穩壓二極體的伏安特性曲線的正向特性和普通二極體差不多,反向特性是在反向電壓低於反向擊穿電壓時,反向電阻很大,反向漏電流極小。但是,當反向電壓臨近反向電壓的臨界值時,反向電流...

穩壓二極體使用

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