瞬态抑制二极管TVS的基本知识

瞬态抑制二极管TVS的基本知识

二极管是大家熟悉的元件，但瞬态抑制二极管就可能不太熟悉了。

本文将介绍这种特殊二极管的用途、 工作原理等基本知识。

各种电子设备中的各种半导体器件，一般都在直流低电压范围各作;如果在电源中串入一个瞬间上百伏甚室上千伏的高电压脉冲，就有可能将电路中的半导体器件击穿。

例如，人体往往带有静电。

放电时的电压脉冲可达几百状到上千伏。

瞬态抑制二极管可用来保护电路，不使这种瞬态高压脉冲损坏半导体器件。

从稳压二极管说起 
稳压二极管是大家比较熟悉的器件，其基本工作电路如图1所示。

VIN是输入电压,R 是限流电阻、 VDz是稳压二极管。

VIN可以在很大范围内变化，只要限流电阻有足够大，使产生的 IZ 电流在允许范围内、则输出电压VZ 变化是很小的。

稳压二极管工作在反向击穿状态。

它电流变化 △I 较大，但愉出电压变化△V甚小，起到稳压作用。

当VIN 的电压已超过可以击穿电路的半导体器件的电压时，由于稳压二极管输出电压Vz基本不变，电路仍能正常工作。

瞬态抑制二极管简介 
瞬态抑制二极管的结构与稳压二极管相似，连符号也一样。

 
瞬态抑制二极管(TVS)工作原理与稳压二极管一样，但结构上有差别。

其最大的差别是一般稳压二极管组成的 PN 结面积很小。

它能承受的反向电流较小。

一般小功率稳压管 (0.5-1W)其最大反向龟流为几十毫安到几百毫安。

而瞬态抑制二极管的PN结面积较大，可耗散的功率较大，允许最大的反向电流可达几安 到几十安。

因此它可以吸收瞬时高电压脉冲所造成的瞬间大电流。

一般稳压二极管是0.5-3W, 而瞬间二 极管达300w到1500W ，有些用于高压的可达1OkW 以上。

例如，一种反向击穿电压Vbr为6.4-7.3V、耗散g功率为500W 的瞬态二极管，它能承受的最大脉冲电流 IPP是52- 54A。

 
利用瞬态二极管作保护的电路如图2所示，它并联在保护的电路上。

要注意的是它不需要限流电阻R。

如 果被保护的电路工作电压是+5V,则可选6.5- 7V击穿的二极管。

在正常工作时，瞬态二极管不工作，相当开路;当工作电压中有瞬间高压脉冲时，瞬态二极管在高压脉冲作用瞬间被籍位于9V左右，这瞬间9V电压对 5V 工作的电路是安全的。

当高压脉冲过去后，瞬态二极管又相当开路，由此可见在电源电压正常时(或略有波动时)瞬态二极管不工作，也不损耗电路。

在有瞬间高压脉冲时，它吸收了瞬间大电流而钳位在比工作电源略高的电压上保护了电路。

它可以反复使用，有很长收使用寿命。

图3的电路能对正瞬态脉冲钳位，为能在正反脉冲时都能起保护作用，可采用图4 双向瞬间二极管，它相当于 两个瞬态二极管反相串联在一起。

不论正负瞬态高压脉冲都可以获得保护，并且不影响电路的正常工作。