2、TVS二极管选型
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（1）最小击穿电压VBR和击穿电流I R 。 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V BR 。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，VWM =0.85VBR；对于10％的VBR来说，V WM =0.81VBR。为了满足IEC61000-4-2国际标准，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。% _. u1 e- k, S1 {8 x9 A
1 h8 y% a/ S: }, i8 s! Y （2）最大反向漏电流ID和额定反向切断电压VWM。 VWM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VWM加于TVS的两极间时它处于反向切断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。2 Q, I7 P3 J/ {0 J9 B! |$ F; k" a
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（3）最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流I PP 。当持续时间为20ms的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，在其两端出现的最大峰值电压为VC。 V C 、IPP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。0 Z. ^, n1 h0 m/ ?
, L1 ]/ c4 l1 c* l+ ?: B- K （4）Pppm额定脉冲功率，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。6 u3 V4 ]! ?* i- p) S% l' O) m
; L* _6 M2 G2 x9 c6 D5 s$ U4 Y/ P* m （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管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SAC（500W，50pF，±10%）、LCE（1.5KW，100pF）、低电容器TVS），而对电容器要求不高的回路电容器选择可高于40pF。
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3、肖特基二极管与普通二极管的区别
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硅管的初始导通压降是0.5V左右，正常导通压降是0.7V左右，在接近极限电流情况下导通压降是1V左右；- v- W+ Y8 Y+ E) J
3 ]* [8 F, R! ~+ N( }0 | 锗管的初始导通压降是0.2V左右，正常导通压降是0.3V左右，在接近极限电流情况下导通压降是0.4V左右， S5 i/ }! {* J( V3 G: i4 p, G; F
+ e4 L4 x5 \0 X: g$ e1 p) I4 T* R 肖特基二极管的初始导通压降是0.4V左右，正常导通压降是0.5V左右，在接近极限电流情况下导通压降是0.8V左右。2 Y2 G& ?* R5 v+ | u2 i
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两种二极管都是单向导电，可用于整流场合。区别是普通硅二极管的耐压可以做得较高，但是它的恢复速度低，只能用在低频的整流上，如果是高频的就会因为无法快速恢复而发生反向漏电，最后导致管子严重发热烧毁;肖特基二极管的耐压能常较低，但是它的恢复速度快，可以用在高频场合，故开关电源采用此种二极管作为整流输出用，尽管如此，开关电源上的整流管温度还是很高的。
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快恢复二极管是指反向恢复时间很短的二极管(5us以下)，工艺上多采用掺金措施，结构上有采用PN结型结构，有的采用改进的PIN结构。其正向压降高于普通二极管(1-2V)，反向耐压多在1200V以下。从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在100纳秒以下。 肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管，简称肖特基二极管(Schottky Barrier Diode)，具有正向压降低(0.4--0.5V)、反向恢复时间很短(10-40纳秒)，而且反向漏电流较大，耐压低，一般低于150V，多用于低电压场合。 这两种管子通常用于开关电源。 肖特基二极管和快恢复二极管区别：前者的恢复时间比后者小一百倍左右，前者的反向恢复时间大约为几纳秒~! 前者的优点还有低功耗，大电流，超高速~!电气特性当然都是二极管阿~!快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件。
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肖特基二极管：# Q' m L5 }! i" P6 }" y3 c
& [1 t6 z) z* S7 D' Y! x, ` 反向耐压值较低(一般小于150V)，通态压降0.3-0.6V，小于10nS的反向恢复时间。它是有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。/ ~$ Z5 i0 O: s4 Q/ C7 d* h4 q
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其金属层除材料外，还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓，多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的，所以，其反向饱和电流较以少数载流子导电的0 p9 A1 Z- `' R
( B2 C/ }4 l& ~$ L1 I4 M( C" `! I PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微，所以其频率响仅为RC时间常数限制，因而，它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且，MIS（金属－绝缘体－半导体）肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。. ]3 q+ T& ~. Z3 W' h
0 v# E+ o) a1 G3 L8 d( r 快恢复二极管：有0.8-1.1V的正向导通压降，35-85nS的反向恢复时间，在导通和截止之间迅速转换，提高了器件的使用频率并改善了波形。快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.
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5 H, ^5 O. ~7 j' J 目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件.& l, N3 U5 p3 G) [# v$ n/ H/ v
5 c; F' B8 I7 ?, \3 j* P) c" X 快恢复二极管FRD（Fast Recovery Diode）是近年来问世的新型半导体器件，具有开关特性好，反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。超快恢复二极管SRD（Superfast Recovery Diode），则是在快恢复二极管基础上发展而成的，其反向恢复时间trr值已接近于肖特基二极管的指标。它们可广泛用于开关电源、脉宽调制器（PWM）、不间断电源（UPS）、交流电动机变频调速（VVVF）、高频加热等装置中，作高频、大电流的续流二极管或整流管，是极有发展前途的电力、电子半导体器件。
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2 z5 Y. q4 u4 l* b; i 肖特基二极管：反向耐压值较低(一般小于 150V)，通态压降 0.3-0.6V，小于 10nS 的反向恢复 时间。它是有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外， 还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓，多为 N 型半导体。这种器件是由多数载流子导电的，所以，其反向饱和电流较以少数载流子导电的 PN 结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微，所以其频率响仅为 RC 时间常数限制，因而，它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达 100GHz。并且，MIS（金属－绝缘体－半导体）肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。
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快恢复二极管：有 0.8-1.1V 的正向导通压降，35-85nS 的反向恢复时间，在导通和截止之间 迅速转换，提高了器件的使用频率并改善了波形。快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的 扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆 变电源中做整流元件. 快恢复二极管 FRD（Fast Recovery Diode）是近年来问世的新型半导体器件，具有开关特性 好，反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。超快恢复二极管 SRD（Superfast Recovery Diode），则是在快恢复二极管基础上发展而成的，其反向恢复时间 trr 值已接近于肖特 基二极管的指标。它们可广泛用于开关电源、脉宽调制器（PWM）、不间断电源（UPS）、交流 电动机变频调速（VVVF）、高频加热等装置中，作高频、大电流的续流二极管或整流管，是极 有发展前途的电力、电子半导体器件。
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4、TVS二极管与ESD防护二极管的区别. k3 t+ e" r* G$ ]! D3 _9 p
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TVS瞬态电压抑制
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4 b- b6 c8 H& I0 c2 L: g4 a' c 这里不论TV是如何产生的,比如直接或者间接的雷击,静电放电,大容量的负载投切等因素导致的浪涌.电压从几伏到几十千伏甚至更高.; T/ P5 l/ @' E
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ESD静电放电保护* L$ s9 v% p9 O) G, q4 k
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其中主要应用是HBM 和 MM,简单说,就是人或者设备对器件放电(静电),但是器件不能损坏. E3 F) ^5 C m
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典型的HBM CLASS 1C模型规定一个充电1000V-2000V的100pF的电容通过一个1500欧姆的电阻对器件放电.
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) G9 |. K9 H* q2 j7 |, w3 m MM模型要比人体模型能量大一些.电容是200pF,电压大概在200-400之间,不过没有串联电阻了.
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, v8 D- o! d! `2 r 典型的人体模型放电,峰值电流小于0.75A,时间150ns
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; \. u8 b( s& R 典型的机器模型放电,峰值电流小于8A,时间5ns1 a# M9 F: }. r" _, q$ {$ i
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典型的雷击浪涌(电力线入线处使用的TVS)峰值电流3000A,时间20us
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+ e: r9 W8 ~4 D- G- C TVS二极管和ESD防护二极管原理是一样的,但根据功率和封装来分就不一样.
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8 m. l! }1 _( @0 r/ s' Q ESD防护二极管和TVS比较的话,要看用在那些用途上,像ESD主要是用来防静电,防静电就要求电容值低,一般是1--3.5PF之间为最好.而TVS就做不到这一点,TVS的电容值比较高。 |
发表于 2006-10-24 05:27:00
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发表于 2006-10-24 23:06:00
