TVS管与稳压二极管的区别

TVS管与稳压二极管的区别

TVS管道超过其耐压值后，会立即导致短路，反应速度在ns级，

只要功率不超过其耐受值，稳压管就会稳定在其稳压值范围内。

TVS它是一种瞬态抑制二极管，主要用于抑制瞬时电压尖峰，减少尖峰电压对部件的损耗。

稳压二极管主要是稳压。

双向击穿二极管也称为瞬态电压抑制二极管（TVS），与压敏电阻器类似，它是一种具有双向稳压和双向负阻特性的过压保护装置。

它用于抑制瞬时过电压的各种交流和直流电源电路。

当被保护电路立即出现浪涌脉冲电压时，双向击穿二极管可以快速击穿齐纳，从高电阻状态到低电阻状态，分流和夹紧浪涌电压，保护电路中的各部件不受瞬时浪涌脉冲电压的损坏。

稳压二极管的稳压原理：

稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。

这样，当稳压管连接到电路时，如果电源电压波动或其他原因导致电路中的点电压发生变化，负载两端的电压保持不变。

故障特点：稳压二极管主要表现为开路、短路、稳压值不稳定。

在这三个故障中，前一个故障显示电源电压升高；

后两个故障表现为电源电压降至零伏或输出不稳定。

稳压二极管常用型号及稳压值如下表所示：

型 号 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751
稳压值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V

简而言之，瞬态电压抑制二极管（TVS）当电压极高时，它不会被击穿，可以降低电阻，

从而使电流分流或控制其流向，从而保护电路元件在瞬时电压过高的情况下不被烧烧的稳压管击穿，

但击穿后，两端电压保持不变，使电路稳定，电压稳定，避免短路，从而保护电路元件。

瞬态抑制二极管快，脉冲尖峰用于消除干扰；

压敏电阻最大的特点是当加在上面的电压低于其阀值时"UN"流过它的电流很小，相当于一个关闭的阀门，

当电压超过UN流过它的电流激增，相当于打开阀门。

利用此功能，可抑制电路中常见的异常过电压，保护电路免受过电压损坏；

稳压二极管的反向电压会在一定程度上击穿，是的，电压稳定不变，用于稳压。

瞬态抑制二极管是雪崩二极管(稳压管)的变种！

其特点是额定工作区电流很小！超压后电流增加！

二极管和稳压二极管的区别在于前者在截止区工作！

后者工作在导通区!

压敏电组由夹层电阻膜电阻膜组成！

在正常情况下，它是一个定值电阻！当高压电流过大时，薄膜会击穿烧熔两端的易熔导体！

短路或断路保护电路的其他部件！

瞬态二极管（Transient Voltage Suppressor）
简称TVS，是一种二极 管道形式的高效保护装置。

当TVS 当二极管的两极受到反向瞬态高能冲击时，它可以将两极之间的高阻抗变为低阻抗，以10负12次方秒量级的速度，

吸收几千瓦 浪涌功率使两极之间的电压钳位于预定值，有效保护电子线路中的精密元 免受各种浪涌脉冲损坏的装置。

特性
TVS 电路符号与普通稳压二极管相同。
其正向特性与普通二极管相同；典型的反向特性PN 雪崩器件。

流过瞬态峰值脉冲电流TVS 原来的反向泄漏电流ID上升到IR 时，
额定反向关闭两极的电压VWM 上升到击穿电压VBR，TVS 被击穿。

随着峰值脉冲电流的出现，流过TVS 电流达到峰值脉冲电流IPP。
将两极电压夹在预定的最大夹位电压下。
随后，脉冲电流按指数衰减，TVS 两极的电压也在下降，最终恢复到起始状态。
这就是TVS 抑制可能的浪涌脉冲功率，保护电子元件的整个过程。

参数
①最大反向泄漏电流ID与额定反向关闭电压VWM。
VWM 是TVS 当添加反向电压时，最大连续工作的直流或脉冲电压TVS 两极间，
它处于反向关闭状态，其电流应小于或等于其最大反向泄漏电流 ID。

②最小击穿电压VBR 和击穿电流IR
VBR 是TVS 最小雪崩电压。℃时，在这个电压之前，TVS 不导通。
当TVS 流过规定的1mA 电流（IR）时，加入TVS 两极之间的电压最小击穿电压VBR。
按TVS 的VBR 与标准值的离散程度可以控制TVS 分为±5%VBR和±10%VBR 两种。
对于±5%VBR来说，VWM=0.85VBR；对于±10%VBR 来说，VWM=0.81VBR。

③最大的夹拉电压VC 最大峰值脉冲电流IPP
脉冲峰值电流持续20微秒IPP 流过TVS 两极之间的最大峰值电压为VC。
它是串联电阻和温度系数电压升高的组合。
VC 、IPP反映 TVS 设备的浪涌抑制能力。VC 与VBR 称为钳位因子，一般为1.2~1.4之间。

④电容量C
电容量C 是TVS 在特定的1中确定雪崩结截面MHZ测量频率。
C 的大小与TVS 电流承载能力成正比，C 过大会使信号衰减。C 选择数据接口电路TVS 重要参数。

⑤脉冲功耗最大峰值PM
PM 是TVS 能承受的最大峰值脉冲耗散功率。其规定的试验脉冲波形和各种TVS 的PM 值，请参阅相关产品手册。
在给定的最大箝位电压下，功耗PM 浪涌电流的承载能力越大；
给定功耗PM 下，夹位电压VC 浪涌电流的承载能力越低。
此外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。
而且TVS 可承受的瞬态脉冲不重复，设备规定的脉冲重复频率为0.01%，
若电路内有重复脉冲，则应考虑脉冲功率的积累TVS 损坏。

⑥箝位时间TC
TC 是TVS两端电压从零到最小VBR 的时间。
对单极性TVS一般是1×10-12秒；双极性TVS一般 是1×10-11 秒。

过压防护(1):TVS管工作原理分析，TVS二极管的作用瞬态抑制
在过压器件中，TVS二极管被广泛使用。作为工程师，首先要了解TVS二极管的工作原理、特性参数、封装形式等，

而随着对TVS熟悉二极管的参数和功能后，工程师可以轻松为客户服务TVS二极管选型参考。

就TVS对于二极管，新手工程师必须问的几个问题是：

TVS二极管的工作原理是什么？

TVS管道有正负极性吗？

TVS管道、TVS管道选型标准及TVS二极管的瞬态抑制等。

本期过压防护专题，小硕为大家关注TVS工程师和采购人员介绍二极管的瞬态抑制TVS管道过压保护应用。

首先来了解下什麽是TVS二极管瞬态抑制（Transient Voltage Suppressor）简称TVS管，

TVS由于管道的电气特性P-N结构面积、掺杂浓度和晶片阻质决定。

其抗突波电流及其抗突波电流能力P-N结面积成正比TVS当二极管的两极受到反向瞬态高能冲击时，

两极之间的高阻抗变为低阻抗，以10负12次方秒量级的速度吸收高达数千瓦的浪涌功率，

使两极之间的电压钳位于预定值，有效保护电子线路中的精密元件免受各种浪涌脉冲的损坏。

TVS管理工作原理：

设备并联电路，当电路正常工作时，它处于截止状态(高阻态)，不影响线路的正常工作，

当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，它迅速从高阻变为低阻，为瞬时电流提供低阻抗导通路径，

同时，将异常高压夹在安全水平以内，以保护被保护IC或线路；

当异常过压消失时，电路恢复到高阻状态并正常工作。

TVS允许的正向浪涌电流在TA＝250C，T＝10ms可达50~2000A。

双向TVS瞬时大脉冲功率可以在正反两个方向吸收，并将电压钳制到预定水平，

双向TVS适用于交流电路电路TVS一般用于直流电路。

它是一种理想的保护装置，可用于防雷、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等。(W)表示。

TVS二极管可以很容易地与其他设备集成在一个芯片上，现在有很多EMI过滤和RFI保护等功能及TVS管集成在一起的设备，

不仅减少设计中使用的设备数量，降低成本，而且避免PCB板上布线时容易诱发伴生自感。

过压防护(2):TVS二极管选型瞬态抑制，TVS二极管选型参数分析
在最后一篇文章中，小硕介绍了什么TVS二极管瞬态抑制，TVS二极管的工作原理及TVS管的作用，

即使是新手工程师也能清楚地向有需要的客户介绍TVS二极管。

但是想要独立完成客户的TVS对于管选型，要了解二极管瞬态抑制的选型技巧和参数。

硕凯电子作为最了解新手工程师的人，早就考虑到了这一点。本期过压防护专题包括新手工程师迫切需要的瞬态抑制二极管选择指导和TVS二极管选型参数。

处理瞬时脉冲损伤元件的最佳方法是将瞬时电流从感应元件电流。

TVS电路板上的二极管与受保护线并联，当电压超过电路正常工作电压时，

TVS二极管产生雪崩，为瞬时电流提供超低电阻通路，其结果是瞬时电流通过二极管引开，

避免被保护元件，并在电压恢复正常之前保持被保护电路的截止日期壓。

當瞬時脈衝結束以後，TVS二極管自動回覆高阻狀態，整個回路進入正常電壓。

許多元件在承受多次衝擊後，其參數及性能會產生退化，

而隻要工作在限定範圍內，二極管將不會產生損壞或退化。

從以上過程可以看出，在TVS二極管選型時，必須注意以下幾個參數的選擇：

1.最小擊穿電壓VBR和擊穿電流IR 。

VBR是TVS最小的擊穿電壓，在25℃時，低於這個電壓TVS是不會產生雪崩的。

當TVS流過規定的1mA電流(IR )時，加於TVS兩極的電壓為其最小擊穿電壓V BR 。

按TVS的VBR與標準值的離散程度，可把VBR分為5％和10％兩種。

對於5％的VBR來說，VWM =0.85VBR；對於10％的VBR來說，V WM =0.81VBR。

為了滿足IEC61000-4-2國際標準，TVS二極管必須達到可以處理最小8kV(接觸)和15kV(空氣)的ESD衝擊，

部份半導體廠商在自己的產品上使用了更高的抗衝擊標準。

對於某些有特殊要求的可攜設備應用，設計者可以依需要挑選元件。

2.最大反向漏電流ID和額定反向切斷電壓VWM。

VWM是二極管在正常狀態時可承受的電壓，此電壓應大於或等於被保護電路的正常工作電壓，

否則二極管會不斷截止回路電壓；但它又需要盡量與被保護回路的正常工作電壓接近，

這樣才不會在TVS工作以前使整個回路麵對過壓威脅。

當這個額定反向切斷電壓VWM加於TVS的兩極間時它處於反向切斷狀態，流過它的電流應小於或等於其最大反向漏電流ID。

3.最大鉗位電壓VC和最大峰值脈衝電流I PP 。

當持續時間為20ms的脈衝峰值電流IPP流過TVS時，在其兩端出現的最大峰值電壓為VC。

V C 、IPP反映了TVS的突波抑製能力。

VC與VBR之比稱為鉗位因子，一般在1.2~1.4之間。 VC是二極管在截止狀態提供的電壓，也就是在ESD衝擊狀態時通過TVS的電壓，

它不能大於被保護回路的可承受極限電壓，否則元件麵臨被損傷的危險。

4. Pppm額定脈衝功率，

這是基於最大截止電壓和此時的峰值脈衝電流。

對於手持設備，一般來說500W的TVS就足夠了。

最大峰值脈衝功耗PM是TVS能承受的最大峰值脈衝功耗值。

在特定的最大鉗位電壓下，功耗PM越大，其突波電流的承受能力越大。

在特定的功耗PM下，鉗位電壓VC越低，其突波電流的承受能力越大。

另外，峰值脈衝功耗還與脈衝波形、持續時間和環境溫度有關。

而且，TVS所能承受的瞬態脈衝是不重覆的，元件規定的脈衝重覆頻率(持續時間與間歇時間之比)為0.01％。

如果電路內出現重覆性脈衝，應考慮脈衝功率的累積，有可能損壞TVS。

5.電容器量C。

電容器量C是由TVS雪崩結截麵決定的，是在特定的1MHz頻率下測得的。

C的大小與TVS管的電流承受能力成正比，C太大將使訊號衰減。

因此，C是數據介麵電路選用TVS的重要參數。電容器對於數據/訊號頻率越高的回路，

二極管的電容器對電路的幹擾越大，形成噪音或衰減訊號強度，因此需要根據回路的特性來決定所選元件的電容器範圍。

高頻回路一般選擇電容器應盡量小(如SAC(500W，50pF，±10%)、LCE(1.5KW，100pF)、低電容器TVS)，

而對電容器要求不高的回路電容器選擇可高於40pF。