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瞬态电压抑制二极管 (6600 views - Electronics & PCB Engineering)

瞬态电压抑制二极管也稱為TVS二极管,是一種保護用的電子零件,可以保護電器設備不受導線引入的電壓尖峰破壞。
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瞬态电压抑制二极管

瞬态电压抑制二极管

瞬态电压抑制二极管
瞬态电压抑制二极管
STM的二极管
类型 被動
工作原理 突崩潰
电路符号


瞬态电压抑制二极管也稱為TVS二极管,是一種保護用的電子零件,可以保護電器設備不受導線引入的電壓尖峰英语Voltage spike破壞[1]

說明

TVS二极管會和要保護的電路並聯。當其電壓超過突崩潰準位時,直接分流過多的電流。TVS二极管是箝位器英语[Clamp (circuit)]],會抑制超過其崩潰電壓的過高電壓。當過電壓消失時,TVS二极管會自動復歸,而其吸收的能量比類似額定的撬棒電路英语Crowbar (circuit)要大很多。

TVS二极管有單向的及雙向的。單向的TVS二极管在順向操作時類似整流子,但在其設計允許承受很大的峰值電流,1.5KE系列的瞬間功率可以到1500 W

雙向的TVS二极管可以視為是二個極性相反的雪崩二極管英语avalanche diode相串聯,再和要保護的電路並聯。雖然在電路中會標示為二個二極管,不過實際元件是將二個二極管封裝在同一個包裝中。

TVS二极管過電壓反應的速度會比其他的過電壓保護元件(例如壓敏電阻或是氣體放電管)要快。實際的箝位大約只有一皮秒,但因為實際電路中導線存在電感,因此保護元件需容許較長時間的大電壓。因此TVS二极管會比其他元件適合保護電路不受很快,而且有破壞性的電壓突波。像許多分散式的電路都有這種快速的過電壓突波,可能因為內部因素或是外部因素造成,例如閃電或是馬達短路。

瞬态电压抑制器英语Transient voltage suppressor若使用在超過其設計條件的環境下,可能會損壞。瞬态电压抑制器的失效模式有三種:短路、開路、元件額定下降[2]

TVS二极管常會稱為是transorbs,或是Vishay半導體英语Vishay Intertechnology的註冊商標TransZorbs。

規格[编辑]

TVS二极管有以下的規格:

  • 漏電流:在電壓小於最大反向關斷電壓時,可以導通的電流。Leakage current: the amount of current conducted when voltage applied is below the maximum reverse standoff voltage.
  • 最大反向關斷電壓:在此電壓以下,導流電流不明顯
  • 擊穿電壓:會出現顯導通電流的電壓。
  • 箝位電壓:導通電流會到其額定電流(數百到數千安培)的電壓。
  • 雜散電容:未導通的二極體其特性類似電容器,對於高頻信號有破壞性的效果,一般會建議選用雜散電壓較低的TVS二极管。
  • 雜散電感:因為實際過電壓的切換很快,包裝的電感是反應速度的限制因素之一。
  • 可吸收的能量:因為暫態很短,所有的能量都變成TVS二級管本身的熱,散熱片只會影響之後散熱需要的時間,無法提昇TVS二級管可吸收的能量。因此高能量的TVS二級管也會有較大的體積。若體積不夠大,過電壓可能會破壞TVS二級管,也就無法保護其他的電路。

參考資料[编辑]

  1. ^ Evaluating TVS Protection Circuits with SPICE (PDF). Power Electronics Technology (Primedia). 2006, 32 (1): 44–49. 
  2. ^ Failure Modes and Fusing of TVS Devices (PDF). Vishay General Semiconductor. 13 August 2007 [8 June 2012]. 

延伸閱讀[编辑]

  • TVS/Zener Theory and Design Considerations; ON Semiconductor; 127 pages; 2005; HBD854/D. (Free PDF download)

相關條目[编辑]

外部連結[编辑]



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