TVS瞬態(tài)抑制二極管失效模式-KIA MOS管

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(guò)壓、過(guò)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(jiàn)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(kāi)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(guò)10000V、60A 以上的脈沖，并能持續(xù)10ms；而一般的TTL 器件，遇到超過(guò)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(kāi)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(guò)電壓。

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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)路。這種情況通常為設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周全，TVS通流量過(guò)小造成的。

3、電性能退化 當(dāng)TVS經(jīng)過(guò)成千上萬(wàn)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(zhǎng)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(guò)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，通常可在TVS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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