當PN結的反向偏壓較高時,會發生由于碰撞電離引發的電擊穿,即雪崩擊穿。存在于半導體晶體中的自由載流子在耗盡區內建電場的作用下被加速其能量不斷增加,直到與半導體晶格發生碰撞,碰撞過程釋放的能量可能使價鍵斷開產生新的電子空穴對。新的電子空穴對又分別被加速與晶格發生碰撞,如果平均每個電子(或空穴)在經過耗盡區的過程中可以產生大于1對的電子空穴對,那么該過程可以不斷被加強,**終達到耗盡區載流子數目激增,PN結發生雪崩擊穿。TVS是一種二極管形式的高效能保護器件。江西6600W瞬態抑制二極管應用
平時在做浪涌測試時,總是提到的參數是設備所能承受的浪涌電壓,如差模2KV,共模4KV等。在選用防浪涌所用的TVS時,也就經常考慮這個問題,TVS哪個參數能對應出不同的浪涌電壓值。在TVS選型時,有很多參數需要考慮,如鉗位電壓、擊穿電壓、脈沖峰值電流和負載電容等。這里不討論其他參數,只關注如何計算出所能承受的浪涌電壓。下圖中提到了的兩個參數:比較大鉗位電壓和脈沖峰值電流,其承受的比較大浪涌功率為比較大鉗位電壓*脈沖峰值電流=24.4V*24.6A=600.24W。這也是我們常說的SMB系列TVS能承受600W功率。如果沒有特殊說明,這個功率是在10/1000us浪涌測試波形下測量的。江西6600W瞬態抑制二極管應用特別是當瞬態能量遠遠超出TVS所能承受的數倍時會直接導致TVS過電應力燒毀。
瞬態電壓抑制二極管(TransientVoltageSuppressor)簡稱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,使兩極間的電壓鉗位于一個預定值,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。由于它具有響應時間快、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優點。
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。SMAJ、SMBJ、SMCJ、SMDJ表示貼片封裝,分別**400W、600W、1.5kW和3kW。
高溫當TVS器件工作溫度超過其比較大允許工作溫度時,易發生短路失效且通常發生在pn結表面。這是因為,在高溫條件工作下,表面可動離子的數量**增加[5],表面電流也隨之增大,表面功率密度和溫度比體內高,使pn結邊緣結溫超過200℃,邊緣局部區域晶格遭受致命性的損壞。TVS在高溫反偏篩選中短路失效情況統計表明:高擊穿電壓(150V以上)TVS器件更容易發生短路失效。這是因為在相同額定功率的TVS系列中,在承受相同功率時,高擊穿電壓TVS芯片溫升更高。多線保護選用TVS 陣列更為有利。8000W瞬態抑制二極管應用
DO-15封裝的TVS一般有SA系列(500W)、P6KE系列(600W)、SAC系列。江西6600W瞬態抑制二極管應用
220V交流市電經整流濾波后變為高壓直流供給開關變壓器,此高壓直流變化范圍是240V~360V,而由于變壓器漏感和引線電感的存在,關斷過電壓可以高達幾千伏,功率開關管關斷時難于同時承受這兩種電壓。綜合考慮可以選用VWM等于200V左右的TVS,這樣將關斷過電壓控制在300V以內,加上電源電壓,功率開關管選用耐壓為700V的管型即可。當功率開關管關斷時,由于開關變壓器線圈漏感的存在,會產生極高的反電勢,有可能將功率開關管擊穿。當在開關變壓器一次側并接上TVS管后,可以有效地吸收電壓尖峰,保護功率開關管的安全,降低對功率開關管耐壓的要求。江西6600W瞬態抑制二極管應用
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