齊納擊穿:齊納擊穿通常發生在摻雜濃度很高的PN結內。由于摻雜濃度很高,PN結很窄,這樣即使施加較小的反向電壓(5V以下),結層中的電場卻很強(可達2.5×105V/m左右)。在強電場作用下,會強行促使PN結內原子的價電子從共價鍵中拉出來,形成"電子一空穴對",從而產生大量的載流子。它們在反向電壓的作用下,形成很大的反向電流,出現了擊穿。顯然,齊納擊穿的物理本質是場致電離。采取適當的摻雜工藝,將硅PN結的雪崩擊穿電壓可控制在8~1000V。而齊納擊穿電壓低于5V。在5~8V之間兩種擊穿可能同時發生。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。河南1500W瞬態抑制二極管選型
實際產品中,**常用的浪涌測試波形為1.2/50us和10/700us,如何將TVS承受浪涌功率從10/1000us波形下換算到其他波形呢,這就需要看Spec中的另一個曲線圖:通過上圖可以查出,1.2/50us波形所對應脈沖寬度50us,對應峰值功率為2200W左右。那么這種情況下,反算脈沖峰值電流為2200W/24.4V=90.16A。如果SMBJ15A放在電源端口,在共模時,浪涌發生器內阻為12歐姆,那么所能承受的電壓為:90.16A*12ohm=1082V;如果SMBJ15A放在電源端口,在差模時,浪涌發生器內阻為2歐姆,那么所能承受的電壓為:90.16A*2ohm=180.3V;如果SMBJ15A放在非對稱信號端口,無論差模共模,浪涌發生器內阻為42歐姆,那么所能承受的電壓為:90.16A*42ohm=3786.9V。從上面我們可以看出,一個TVS所能承受的比較大浪涌電壓,不僅與自身的參數相關(比較大承受功率、鉗位電壓等),也和其在電路的位置息息相關(浪涌發生器的內阻值非常重要)。河南插件瞬態抑制二極管封裝TVS應用領域:儀器儀表(電度表)I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、PDAS、GP。
長時間工作耗損對篩選合格的TVS器件進行浪涌壽命試驗,發現TVS器件經過成千上萬次標準指數脈沖(所能承受的浪涌脈沖次數與質量等級相關)沖擊后失效,失效模式通常為短路。對失效樣品進行解剖后,在掃描電鏡下觀察芯片,發現結邊緣發生熔融現象和結邊緣焊料結構發生了變化,且結**邊緣處**為嚴重。失效機理可能結邊緣焊料形成金屬化合物而脆化,使管芯與底座熱沉逐漸分離,結邊緣的散熱能力降低,長時間工作結溫持續增大導致過熱燒毀。
TVS臺面缺陷造成的失效常常是批次性的。TVS制造工藝過程中造成芯片臺面損傷的原因主要有兩個:1)芯片在酸蝕成型時,由于氫氟酸、硝酸混合液配方過濃或溫度過高而反應劇烈。2、燒焊過后進行堿腐蝕清洗時,腐蝕液濃度過大、溫度過高而造成堿腐蝕清洗過重。臺面缺陷或損傷的TVS器件經過溫度循環和箝位沖擊等篩選試驗后,進行電參數測試時通常表現為短路或擊穿特性異常,從而被剔除。但輕微臺面損傷的TVS器件在篩選后電參數測試時不易被發現,可能被列為良品出廠。這些TVS器件在使用過程中經受長時間熱、電、機械等應力的作用后,臺面缺陷加劇,在缺陷處形成載流子產生-復合中心,使表面反向漏電流**增加。大的表面反向漏電流使pn結邊緣溫度升高,產生熱電綜合效應,**終導致pn結邊緣半導體材料溫度過高燒毀。根據用途選用TVS 的極性及封裝結構。
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。當瞬態脈沖能量大于TVS所能承受能量時會引起TVS器件過電應力損傷。浙江400W瞬態抑制二極管功率計算
TVS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。河南1500W瞬態抑制二極管選型
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。河南1500W瞬態抑制二極管選型
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