TVS瞬态二极管主要参数及如何选型
TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管,又称为瞬态抑制二极管,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,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。
下面来说说常见参数有哪些,比如当我们拿到一个瞬态抑制二极管的手册(datasheet)的时候,该从哪里下手呢?这里来一一解读
如上图以SMF5.0CA这个型号为例:
1、反向断态电压(VRWM):表示瞬态抑制二极管不导通的最高电压为5V(意思是超过这个5V电压就会导通了),并且在这个电压下面的时候,只有很小的反向漏电流IR(400ua).
2、击穿电压(VBR):表示二极管导通的标志电压(6.4V-7V),他的数据来源于通过规定的测试电流IT(10ma)时得出来的。
3、IR:反向漏电流(400ua)。
4、脉冲峰值电流(IPP):指的是当瞬态抑制二极管在一定状态下的可以承受的一定峰值电流数值(21.7A)。如果超过这个电流数值,那么可能造成永久性损坏管子。一般情况下,在同一个系列当中,击穿电压越高的时候,管子允许通过的峰值电流越小。
5、最大钳位电压(VC):指的是瞬态抑制二极管流过脉冲峰值电流IPP(21.7A)的时候,管子两端所呈现的电压(9.2V)。
6、脉冲峰值功率(PM):就是在特定的情况下,测试的功率参数。PM=IPP*VC.
下面再说说选型原则:
第一,首先确定VRWM应大于等于电路的正常工作电压,确定瞬态抑制二极管的接入不会影响到电路的正常工作,有个公式:Vrwm≈1.1~1.2*VCC
第二,VBR不能小于电路的最大允许工作电压,否则TVS进入雪崩状态的时候,漏电流上升,影响电路工作。
第三,最大钳位电压VC必需小于电路的最大允许安全电压,即在VC下,不会损坏电路中的任何元件。
第四,PM必需大于电路内部或外部可能出现的峰值脉冲功率。
第五,如果TVS 用在高速IO端口防护、模拟信号采样、低功耗设备场合,就需要考虑结电容和漏电流的影响,两则的参数越小越好