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TVS二极管响应时间
发布者:深圳市踏歌科技有限公司  发布时间:2017-04-25
  TVS是普遍使用的一种新型高效电路保护器件,它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时,TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以吸收一个瞬间大电流,从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上,从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。正因为如此,TVS管可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压[4],以及感应雷所产生的过电压。图1所示为TVS管的符号及伏安特性曲线。
TVS管的符号及伏安特性曲线
  TVS管和稳压管一样,也是反向应用的。其中VR 称为最大转折电压,是反向击穿之前的临界电压。VB 是击穿电压,其对应的反向电流IT 一般取值为1 mA。VC 是最大箝位电压,当TVS管中流过的峰值电流为IPP 的大电流时,管子两端电压就不再上升了。因此TVS管能够始终把被保护的器件或设备的端口电压限制在VB~VC 的有效区内。
  TVS管与稳压管不同的是,IPP 的数值可达数百安培,而箝位响应时间仅为1×10-12s。TVS管的最大允许脉冲功率为PM=VCIPP,且在给定最大钳位电压下,功耗PM 越大,其浪涌电流的承受能力越大。
  图2 是在双踪示波器上观察到的TVS管在承受大电流冲击时的电流及电压波形。图中,曲线1 是TVS管中的电流波形,可以看出:其流过TVS管的电流由1mA 突然上升到峰值后,然后按指数规律下降。曲线2 是TVS管两端的电压波形,它表示TVS管中的电流突然上升时,TVS管两端电压也随之上升。在浪涌电压的作用下,TVS管两极间的电压由额定反向关断电压VRWM 上升到击穿电压VB 而被击穿。随着击穿电流的出现,流过TVS管的电流将达到峰值脉冲电流IPP,同时其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压VC 以下。
  其后,随着脉冲电流按指数衰减,该过程中,TVS管两极间的电压也不断下降,最后恢复到初态,这就是TVS管抑制可能出现的浪涌脉冲功率,保护电子元器件的过程。事实上,当TVS管两极受到反向高能量冲击时,它能以10-12s 级的速度,将其两极间的阻抗由高变低,以吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电位箝位于预定值,从而有效地保护电子设备中的元器件免受ESD 的损害。
TVS管在承受大电流冲击时的电流及电压波形
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