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    • 發(fā)布時(shí)間:2022-06-01 16:54:03
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    TVS瞬態(tài)抑制二極管失效模式介紹
    電子電路中常用的保護(hù)器件有:穩(wěn)壓二極管、瞬態(tài)電壓抑制TVS管、ESD放電二極管、半導(dǎo)體放電管等先進(jìn)的新型電子元器件。
    保護(hù)元器件,主要保護(hù)電子電路中的精密器件免受過壓、過流、浪涌、電磁等干擾情況下不受破壞,任何領(lǐng)域都要運(yùn)用到他們,使用范圍極其廣泛。
    其中TVS管是一種常見的浪涌抑制器件,它具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓精準(zhǔn),鉗位電壓容易控制等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
    TVS瞬態(tài)抑制二極管特點(diǎn)
    1、將TVS 二極管加在信號(hào)及電源線上,能防止微處理器或單片機(jī)因瞬間的脈沖,如靜電放電效應(yīng)、交流電源之浪涌及開關(guān)電源的噪音所導(dǎo)致的失靈。
    2、靜電放電效應(yīng)能釋放超過10000V、60A 以上的脈沖,并能持續(xù)10ms;而一般的TTL 器件,遇到超過30ms 的10V脈沖時(shí),便會(huì)導(dǎo)至損壞。
    利用TVS 二極管,可有效吸收會(huì)造成器件損壞的脈沖,并能消除由總線之間開關(guān)所引起的干擾(Crosstalk)。
    3、將TVS 二極管放置在信號(hào)線及接地間,能避免數(shù)據(jù)及控制總線受到不必要的噪聲影響。
    其工作原理為,當(dāng)高能量沖擊時(shí),TVS能在很快的時(shí)間(10-12S)內(nèi)由高阻抗變成低阻抗,從而吸收剎那間的大電流,然后把它倆端電壓鉗位在預(yù)定的值,起到保護(hù)后級(jí)電路的作用。
    根據(jù)其原理,TVS可用于維護(hù)設(shè)備或電路免受靜電、電理性負(fù)載切換時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓、及感應(yīng)雷產(chǎn)生的過電壓。
    TVS瞬態(tài)抑制二極管失效
    TVS瞬態(tài)抑制二極管失效
    單向TVS管特性曲線 抑制原理圖
    TVS管的通流容量在限壓型浪涌保護(hù)器中是最小的,一般用于末級(jí)的保護(hù)。如用于電源的防雷電路中時(shí),一般還需要與壓敏電阻或氣體放電管等通流容量大的器件配合使用。
    TVS瞬態(tài)抑制二極管失效模式:
    1、當(dāng)瞬態(tài)脈沖能量大于TVS所能承受能量時(shí)會(huì)引起TVS器件過電應(yīng)力損傷,特別是當(dāng)瞬態(tài)能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出TVS所能承受的數(shù)倍時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致TVS過電應(yīng)力燒毀。TVS瞬態(tài)抑制二極管失效模式為短路。
    2、當(dāng)電路中通過的電流太大,可能會(huì)造成TVS炸裂,TVS瞬態(tài)抑制二極管失效模式為開路。這種情況通常為設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周全,TVS通流量過小造成的。
    3、電性能退化 當(dāng)TVS經(jīng)過成千上萬次的標(biāo)準(zhǔn)脈沖沖擊后失效,失效模式為短路。這種模式因長時(shí)間工作結(jié)溫持續(xù)增大導(dǎo)致(器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化、散熱能力下降)過熱燒毀。
    結(jié)論:
    在TVS實(shí)際使用中,TVS短路失效可能是各種因素綜合作用的結(jié)果。
    建議:首先做到TVS的正確選型與安裝,最好對(duì)TVS進(jìn)行降額使用,這樣可使TVS承受的功率較小,使用可靠性大大增加。
    此外,為使TVS發(fā)生短路失效時(shí)對(duì)被保護(hù)電子設(shè)備的影響降到最低,通??稍赥VS前串接一條與之匹配的保險(xiǎn)絲/自恢復(fù)保險(xiǎn)絲PPTC。
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