基礎:詳解保護器件TVS的工作原理及特性
發布時間:2014-02-21 責任編輯:sherryyu
TVS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neng以yi極ji高gao的de速su度du把ba兩liang端duan間jian的de阻zu抗kang值zhi由you高gao阻zu抗kang變bian為wei低di阻zu抗kang,以yi吸xi收shou一yi個ge瞬shun間jian大da電dian流liu,從cong而er把ba它ta的de兩liang端duan電dian壓ya箝qian製zhi在zai一yi個ge預yu定ding的de數shu值zhi上shang,從cong而er保bao護hu後hou麵mian的de電dian路lu元yuan件jian不bu受shou瞬shun態tai高gao壓ya尖jian峰feng脈mai衝chong的de衝chong擊ji。正zheng因yin為wei如ru此ci,TVS可用於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。圖1所示為TVS的符號及伏安特性曲線。

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製在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。
圖2 是在雙蹤示波器上觀察到的TVS 管在承受大電流衝擊時的電流及電壓波形。圖中,曲線1 是TVS 管中的電流波形,可以看出:其流過TVS 管的電流由1mA 突然上升到峰值後,然後按指數規律下降。曲線2 是TVS 管兩端的電壓波形,它表示TVS 中的電流突然上升時,TVS 兩端電壓也隨之上升。在浪湧電壓的作用下,TVS 兩極間的電壓由額定反向關斷電壓VRWM 上升到擊穿電壓VB 而被擊穿。隨著擊穿電流的出現,流過TVS 的電流將達到峰值脈衝電流IPP,同時其兩端的電壓被箝位到預定的最大箝位電壓VC 以下。其後,隨著脈衝電流按指數衰減,該過程中,TVS 兩極間的電壓也不斷下降,最後恢複到初態,這就是TVS 抑製可能出現的浪湧脈衝功率,保護電子元器件的過程。事實上,當TVS 兩極受到反向高能量衝擊時,它能以10-12s jidesudu,jiangqiliangjijiandezukangyougaobiandi,yixishougaodashuqianwadelangyonggonglv,shiliangjijiandedianweiqianweiyuyudingzhi,congeryouxiaodibaohudianzishebeizhongdeyuanqijianmianshouESD的損害。

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