TVS主要技术参数

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本文作者:xjtudll  发布于:2010-10-8  分类:技术心得  点击:


1、最小击穿电压VBR和击穿电流IR

VBR:Reverse Break Down Voltage,反向击穿电压

IR:Reverse Current,击穿电流(有的datasheet上称为IT

VBR是TVS最小的击穿电压,在25℃时,低于这个电压TVS是不会产生雪崩的。当TVS流过规定的1mA电流( IR )时,加于TVS两极的电压为其最小击穿电压VBR 。按TVS的VBR与标准值的离散程度,可把VBR分为5%和10%两种。对于5%的VBR来说,VRWM =0.85VBR;对于10%的VBR来说,V RWM =0.81VBR

为了满足IEC61000-4-2国际标准(对应国标GB/T 17626.2-2006),TVS二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD冲击,部份半导体厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的可携设备应用,设计者可以依需要挑选元件。

2、最大反向漏电流ID和额定反向切断电压VRWM

VRWM:Reverse Stand-off Voltage,反向切断电压

ID:Maximum Reverse Leakage Voltage,最大反向漏电流(有的datasheet称为IR

IRM:Reverse Leakage Voltage @VRWM ,反向漏电流

VRWM是二极管在正常状态时可承受的电压,此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压,否则二极管会不断截止回路电压;但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近,这样才不会在TVS工作以前使整个回路面对过压威胁。

当这个额定反向切断电压VRWM加于TVS的两极间时它处于反向切断状态,流过它的电流(IRM)应小于或等于其最大反向漏电流ID

3、最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流Ippm

VC:Reverse Clamping Voltage,钳位电压

Ippm:Maximum Peak Impulse Surge Current,最大浪涌电流

当持续时间为20ms的脉冲峰值电流Ippm流过TVS时,在其两端出现的最大峰值电压为VC。 VC,Ippm反映了TVS的突波抑制能力。VC与VBR之比称为钳位因子,一般在1.2~1.4之间。 VC是二极管在截止状态提供的电压,也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压,它不能大于被保护回路的可承受极限电压,否则元件面临被损伤的危险。

4、额定脉冲功率PPP

PPP:Peak Pulse Power,脉冲功率

这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。对于手持设备,一般来说500W的TVS就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功耗值。在特定的最大钳位电压下,功耗PM越大,其突波电流的承受能力越大。在特定的功耗PM下,钳位电压VC越低,其突波电流的承受能力越大。另外,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所能承受的瞬态脉冲是不重覆的,元件规定的脉冲重覆频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。如果电路内出现重覆性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,有可能损坏TVS。

5、电容器量C

电容器量C是由TVS雪崩结截面决定的,是在特定的1MHz频率下测得的。 C的大小与TVS的电流承受能力成正比,C太大将使讯号衰减。因此,C是数据介面电路选用TVS的重要参数。电容器对于数据/讯号频率越高的回路,二极管的电容器对电路的干扰越大,形成噪音或衰减讯号强度,因此需要根据回路的特性来决定所选元件的电容器范围。高频回路一般选择电容器应尽量小(如LCTVS、低电容器TVS,电容器不大于3pF),而对电容器要求不高的回路电容器选择可高于40pF。

6、钳位时间Tc

TC是从零到最小击穿电压VBR的时间。对单极性TVS小于1×10-12秒;对双极性TVS小于是1×10-11 秒。

7、温度系数

Temperature Coefficient of VBR

温度对TVS的特性有一定的影响,如果需要TVS在一个变化的温度工作,必须查阅有关产品资料,考虑温度变化对其特性的影响。

综上所述,TVS选用技巧如下:

(1)确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。

(2)TVS额定反向关断VRWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VRWM太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。串行连接分电压,并行连接分电流。

(3)TVS的最大钳位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。

(4)在规定的脉冲持续时间内,TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大钳位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。

(5)对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。

(6)根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合理;多线保护选用TVS阵列更为有利。

(7)温度考虑。瞬态电压抑制器可以在-55℃~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度工作,由于其反向漏电流ID是随温度增加而增大;功耗随 TVS结温增加而下降,从+25℃~+175℃,大约线性下降50%,击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此,必须查阅有关产品资料,考虑温度变化对其特性的影响。

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