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湖南SMB瞬態抑制二極管分析

來源: 發布時間:2023-01-14

箝位時間TCTC是TVS兩端電壓從零到**小擊穿電壓VBR的時間。對單極性TVS一般是1×10-12秒;對雙極性TVS一般是1×10-11秒。TVS器件可以按極性分為單極性和雙極性兩種,按用途可分為各種電路都適用的通用型器件和特殊電路適用的**型器件。如:各種交流電壓保護器、4~200mA電流環保器、數據線保護器、同軸電纜保護器、電話機保護器等。若按封裝及內部結構可分為:軸向引線二極管、雙列直插TVS陣列(適用多線保護)、貼片式、組件式和大功率模塊式等。利用TVS 二極管,可有效吸收會造成器件損壞的脈沖,并能消除由總線之間開關所引起的干擾。湖南SMB瞬態抑制二極管分析

對于接口電路來說,為了保護我們的內部電路,都會在信號進入到電路板的連接器處增加TVS,而TVS是由二極管構成的,是二極管就會有結電容,結電容的大小會對信號造成一定的影響,特別是高速信號,而這里給出了建議的結電容大小,以使對信號的影響盡可能的降低,保證能正常的通信。以下對各接口的結電容建議:GPIO接口結電容<30pF,pushbutton<30pF,Audio<10pF,USB2.0<2.5pF,USB3.0<0.5pF,USB3.1gen2<0.3pF,HDMI1.4<0.7pF,HDMI2.0<0.5pF,天線<0.2pF。安徽瞬態抑制二極管失效TVS的瞬態功率一般以8/20us或10/1000us的波形來衡量。

TVS是一種二極管形式的高效能保護器件。當TVS二極管的兩極受到反向瞬態高能量沖擊時,它能以10的負12次方秒量級的速度,將其兩極間的高阻抗變為低阻抗,吸收高達數千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓箝位于一個預定值,有效地保護電子線路中的精密元器件,免受各種浪涌脈沖的損壞。由于它具有響應速度快、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優點,被廣泛應用于各類電子電路中浪涌保護或靜電保護。

PN結構成了幾乎所有半導體功率器件的基礎,常用的半導體功率器件如DMOS,IGBT,SCR等的反向阻斷能力都直接取決于PN結的擊穿電壓,因此,PN結反向阻斷特性的優劣直接決定了半導體功率器件的可靠性及適用范圍。在PN結兩邊摻雜濃度為固定值的條件下,一般認為除superjunction之外平行平面結的擊穿電壓在所有平面結中具有比較高的擊穿電壓。實際的功率半導體器件的制造過程一般會在PN結的邊緣引入球面或柱面邊界,該邊界位置的擊穿電壓低于平行平面結的擊穿電壓,使功率半導體器件的擊穿電壓降低。由此產生了一系列的結終端技術來消除或減弱球面結或柱面結的曲率效應,使實際制造出的PN結的擊穿電壓接近或等于理想的平行平面結擊穿電壓。要減少 TVS 短路失效,首先應加強 TVS 制造工藝過程的控制,以減少或消除 TVS 的固有缺陷。

過電應力當瞬態脈沖能量超過TVS所能承受能量時會引起TVS器件過電應力損傷,特別是當瞬態脈沖能量達到TVS所能承受能量的數倍時會直接導致TVS器件過電應力燒毀,失效模式表現為短路。過電應力短路失效的TVS芯片在掃描電鏡下觀察。可發現pn結表面邊緣的熔融區域或體內硅片的上表面和下表面的黑斑。試驗表明,發生在結表面邊緣過電應力短路失效通常是由持續時間極短(ns級)的高能量瞬態脈沖所致,例如:EMP、ESD產生的脈沖:體內過電應力失效通常是由持續時間稍長(us級以上)高能量脈沖所致,例如:電快速瞬變,雷電產生的脈沖。如果高能量瞬態脈沖持續時間介于ns級和μs級之間,則短路可能發生在結邊緣表面,也可能發生在體內。由于它具有響應時間快、瞬態功率大、漏電流 低、擊穿電壓偏差 、箝位電壓低、無損壞極限、體積小等優點。湖南SMB瞬態抑制二極管分析

TVS和齊納穩壓管都能用作穩壓,但是齊納擊穿電流更小,大于10V的穩壓只有1mA。湖南SMB瞬態抑制二極管分析

TVS的瞬態功率一般以8/20us或10/1000us的波形來衡量。8/20us是雷擊浪涌的一種波形通常以內阻2歐姆的一個短路電流波形,上升前沿在8uS,峰值電流下降沿1/2處保持在20uS.即充電1KV輸出500A的電流波形.現在較多的已經是組合波模式,即短路電流波形為8/20uS,開路電壓波形為1.2/50uS..10/1000uS也是一種浪涌波形,以現在執行的標準是短路電流波形與開路電壓波形都需要符合前沿時間10uS半值時間1000uS,內阻10歐姆.即充電1KV輸出100A的電壓及電流波形。湖南SMB瞬態抑制二極管分析

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