TVS二极管

Littelfuse提供广泛的TVS二极管,包括高峰值脉冲电流和峰值脉冲功率选项,分别高达10kA和30kW。Littelfuse的产品拥有超过80年的电路保护专业知识和应用知识,这些知识是我们与行业领先的客户共同开发的。您可以了解更多关于我们的电视二极管产品范围通过观看我们的TVS二极管选择指南

瞬态电压抑制二极管(也称为TVS二极管)是一种保护二极管,旨在保护电子电路免受瞬态和过电压威胁,如EFT(电快速瞬态)和ESD(静电放电)。TVS二极管是硅雪崩器件,通常选择它们的快速响应时间(低箝位电压),低电容和低泄漏电流。Littelfuse TVS二极管有单向(单极)或双向(双极)二极管电路配置。

在选择TVS二极管时,有一些重要的参数需要考虑,这些是;反向停顿电压(VR)、脉冲峰值电流(IPP)和最大箝位电压(VC max)。查看TVS二极管选择指南了解更多关于如何选择这些设备和Littelfuse的完整电视二极管供应

什么是TVS二极管?

TVS二极管是用于保护敏感电子器件免受高压瞬变影响的电子元件。它们能比大多数其他类型的电路保护装置更快地响应过电压事件,并提供各种表面安装和通孔电路板安装格式。

它们的功能是将电压限制到一定的水平(称为“箝位”装置),p-n结具有比正常二极管更大的横截面积,使它们能够在不持续损坏的情况下将大电流引至地面。

TVS二极管通常用于防止由雷击、感性负载开关和与数据线和电子线路上的传输有关的静电放电(ESD)引起的电气过应力。

Littelfuse的TVS二极管能适应广泛的电路保护应用,但主要被设计用来保护I / O接口,电信和工业设备,计算机及消费类电子产品。

小型电视二极管特性包括:

  • 低浪涌电阻增量
  • 提供单向和双向极性
  • 反向停顿电压范围从5到512V
  • 符合RoHS哑光锡无铅镀
  • 从400W表面贴装功率等级为5,000W
  • 从400W到30,000W(30千瓦),轴向引线的额定功率
  • 为6KA和10kA的可用高电流保护

为了解其他暂态抑制技术及比较方法,请参阅Littelfuse应用说明AN9768。

小功率TVS二极管产品选型表

TVS二极管是由高电压瞬变用于保护半导体元件。其p-n结具有比正常的二极管,从而允许他们进行大电流到地而不会造成损害更大的横截面面积。Littelfuse的供应TVS二极管从峰值功率400W评级至30KW,而反向对峙电压从5V至495V。

您可以访问电视二极管的定义和选择页通过点击这里

系列名称和页面链接 包类型 反向隔离电压(V[R 峰值脉冲功率范围2(P 峰值脉冲电流
(一)8x20μs)
工作温度
表面安装-标准应用(400-5000W):
SMAJ公司 - 214交流吗 -440 - 5.0 400W 不适用 -85度到+302度F
(-65°到+ 150℃)
P4SMA - 214交流吗 5.8-495 400W
SACB - 214 aa吗 5.0〜50 500 w
SMBJ公司 - 214 aa吗 -440 - 5.0 600W
P6SMB - 214 aa吗 5.8-495 600W
1 ksmb - 214 aa吗 5.8-136 1000W
SMCJ公司 ab - 214吗 -440 - 5.0 1500 w
1.5SMC ab - 214吗 5.8-495 1500 w
SMDJ公司 ab - 214吗 5.0-170 3000W
5.0 smdj ab - 214吗 12 - 170(单向)
12-45(双向)
5000 w
轴向引线 - 标准应用(400-5000W):
P4KE DO-41 5.8-495 400W 不适用 -85度到+302度F
(-55°到+ 175℃)
SA DO-15 5.0-180 500 w
DO-15 5.0〜50 500 w
P6KE DO-15 -512 - 5.8 600W
1.5克 DO-201 5.8-495 1500 w
LCE DO-201 6.5-90年 1500 w
3KP P600 -220 - 5.0 3000W
5KP P600 5.0-250 5000 w
轴向引线 - 高功率:
15KPA P600 17-280号 15000 w 不适用 -85度到+302度F
(-55°到+ 175℃)
20KPA P600 20.0-300 20000 w
30KPA P600 28.0-288 30000W
AK6 径向引线 58 - 430 NA 6000年,一个 -67°至+ 347°F
(-55°到+ 150℃)
AK10 径向引线 58 - 430 NA 10000安
汽车领域的应用:
SLD P600 10 - 24 2200基于为1μs/ 150MS脉冲 NA -85度到+302度F
(-65℃至+175℃)
  1. 这里列出的大多数产品系列的详细信息可以在最左栏点击系列名称找到。
  2. 最大箝位电压(VC)请参阅电气特性表中的每个系列的数据表内的
  3. 您可以仔细阅读Littelfuse的获得额外的瞬态抑制二极管选择指南电子产品选择指南
  4. 所有产品都是免费卤素的
  5. 所有产品均符合RoHS标准

瞬态威胁 - 什么是瞬变?

电压瞬变被定义为电能的短时间突涌,是先前储存的能量突然释放的结果,或由其他方式,如沉重的感性负载或闪电引起的。在电气或电子电路中,这种能量可以通过控制开关动作以可预测的方式释放,或由外部电源随机诱导进入电路。

可重复瞬变经常是由电动机、发电机的运行或无功电路元件的开关引起的。另一方面,随机瞬变常由闪电和静电放电(ESD)引起。闪电和ESD通常不可预测地发生,并且可能需要详细的监控来精确地测量,特别是在电路板水平上的感应。许多电子标准组织使用公认的监测或测试方法对瞬态电压发生进行了分析。几个瞬变过程的关键特性如下表所示。

电压 当前 上升时间 持续时间
照明 25 kv 20 ka 10μs 1毫秒
交换 600V 500年,一个 50微秒 500毫秒
电磁脉冲 1千伏 10A 20纳秒 1毫秒
ESD 15千伏 30A < 1纳秒 100纳秒

表1的瞬时源和大小的例子

瞬态电压尖峰的特性

瞬态电压峰值通常表现为“双指数”波,如下图所示:雷电和ESD。

图1.雷电暂态波形

图2. ESD测试波形

闪电的指数上升时间在1.2闪点秒到10闪点秒之间(本质上是10%到90%),持续时间在50闪点秒到1000闪点秒之间(峰值的50%)。而ESD则是一个持续时间短得多的事件。上升时间被表征为小于1.0ns。整个持续时间大约为100纳秒。

为什么短暂性越来越令人担忧?

部件的小型化已导致对电应力的敏感性增加。例如微处理器,具有的结构和其无法从ESD瞬变处理高电流的导电路径。这样的组分以非常低的电压下工作,所以电压干扰必须被控制,以防止设备的中断和潜或灾难性故障。

敏感的微处理器今天prevelant在广泛的设备。从家电,例如洗碗机,工业控制,甚至玩具都使用微处理器来提高功能和效率。

大多数车辆现在还使用多个电子系统来控制引擎、气候、刹车,在某些情况下,还有转向系统、牵引力和安全系统。

电器和汽车中的许多附属或支持部件(如电动机或附件)对整个系统都存在短暂的威胁。

仔细的电路设计不仅要考虑环境场景,还要考虑相关元件的潜在影响。下面的表2显示了各种组件技术的脆弱性。

设备类型 脆弱性(伏)
vmo 30-1800
MOSFET 100 - 200
砷化镓 100 - 300
EPROM 100
JFET 140-7000个
互补金属氧化物半导体 250 - 3000
肖特基二极管 300 - 2500
双极晶体管 380-7000
SCR 680-1000

表2:设备漏洞范围。

与其他二极管技术的比较:


二极管类 应用 备注
传统二极管,整流器 功率控制 用于“控制”高电流;将交流转换为直流。通常存在于大包装中,如TO-220。
齐纳二极管 功率控制 适用于电源直流电压的调节。通常发现在中型到大型包装(轴向,220)。
硅阻抗二极管(SAD),瞬态电压抑制器(TVS) 过电压保护 用于保护暴露在高能量事件下的电路,如雷电冲击或电压瞬变,使其免受电路机械开关的影响。通常发现在中型包装(轴向,DO-214)。
二极管阵列 过电压保护 二极管阵列属于硅保护阵列(SPA)的更广泛的类别,其目标是ESD保护。通常出现在小型表面贴装封装(SOIC-8、SOT-23、SC-70等…)
肖特基二极管 功率控制 适用于开关电源所需的高频(高频)整流。
变容二极管 RF调谐 仅已知的利用结电容特性的二极管应用。


通过比较工作特性:


二极管类 反向击穿电压
(五)BR, Vž
电容(CĴ 备注
传统二极管,整流器 800-1500V 非常高的 交流到直流功率转换
齐纳二极管 高达100V 中等偏高 DC功率调节
硅雪崩二极管(SAD), 高达600V 媒介 雷电冲击和电压瞬变保护
二极管阵列 高达50V 低(<50pF) 高频数据电路的ESD保护


设备结构比较:


一个肖特基二极管是由金属与半导体结形成的。电性上,它以多数载流子导通,具有响应快、漏电流低、正向偏置电压低的特点。肖特基二极管广泛应用于高频电路中。

齐纳二极管由一个重掺杂的P-N半导体结中形成。有能够作为一个齐纳状态(齐纳效应和雪崩效应)被称为两个物理影响。当存在施加到P-N结,其导通由于量子效应的低反向电压发生齐纳效应。当施加反向的PN结的大于5.5伏电压发生雪崩效应在此期间,所产生的电子 - 空穴对碰撞到晶格中。基于所述齐纳效应的齐纳二极管被广泛地用作电子电路的参考电压源。

一个TVS二极管是由专门设计的P-N半导体结形成的浪涌保护。PN结通常涂敷以防止在不导电状态下过早发生电压电弧。当有一个瞬态电压事件,TVS二极体引导箝位瞬态电压使用雪崩效应。TVS二极管广泛用于电信、通用电子和数字消费市场的过压电路保护,用于防雷、ESD和其他电压瞬态保护。

SPA代表硅保护阵列。它是一组集成PN结、SCRs或其他硅保护结构封装在一个多引脚结构。该SPA可作为ESD、lightning和EFT保护的集成解决方案,适用于电信、通用电子和数字消费者市场,其中存在多种保护机会。例如,它可以用于HDMI、USB和以太网端口的ESD保护。

TVS二极管选择指南

  1. 定义电路运行参数

    在DC或AC正常工作电压类型:

    所需设备类型:单向双向正常工作电压(伏特):

    最大瞬时电流(Ipp):

    最大箝位电压(Vc):

    要求峰值反向浪涌额定功率:

    产品安装型(包):

    工作温度:

  2. 窄TVS系列二极管适用

    请参考本网站的产品选型图表和数据表,并考虑以下关键参数:

    反向隔离电压(V[R):

    该装置V in[R应等于或大于大,要被保护的电路(或电路的一部分)的峰值的操作水平。这是为了确保该TVS二极管不夹在电路驱动电压。

    峰值脉冲电流(I):

    尖峰脉冲电流(I)确定电视二极管可以承受的最大电流没有损坏。需要我只能用瞬态峰值电压除以源阻抗来确定。注意TVS二极管失效的机理是短路;如果TVS二极管由于瞬态故障,电路仍将受到保护。

    最大箝位电压(VC):

    这将出现在TVS二极管的峰值电压,当受到峰值脉冲电流(I),基于10X1000us指数波形。VC每个TVS二极管在每个系列的数据表中都有电气特性表。

  3. 验证环境操作参数

    确保该应用程序的电压小于或等于设备的隔绝电压和在工作温度范围内是那些由设备指定。

  4. 验证设备安装方式和尺寸

    请参考包含在每个系列的数据表内的尺寸图。

  5. 在实际应用中测试所选设备

    如果您想帮助测试和验证Littelfuse设备在您的产品中的适用性,请联系Littelfuse。我们有广泛的产品测试实验室能力和技术专长来帮助您。

TVS二极管词汇

夹紧装置
TVS是一种箝位装置,通过加固硅PN结的低阻抗雪崩击穿限制电压尖峰。它用于保护敏感元件免受感应雷击、感应负荷开关和静电放电产生的电过应力。

工作温度范围
器件所处电路的最低和最高环境工作温度。工作温度不考虑相邻元件的影响,这是设计者必须考虑的参数。

电容
电路元件的一种特性,它能储存电荷。在电路保护中,通常用2V的偏置测量1 MHz的断态电容。

反向隔离电压(V[R
在单向TVS二极管的情况下,这是在没有明显电流流动的情况下,可能应用在“阻塞方向”的最大峰值电压。在双向瞬态的情况下,它适用于任何方向。它与最大断开状态电压和最大工作电压的定义相同。

击穿电压(VBR
在指定的直流测试电流,通常为1mA测量击穿电压。通常,最小和最大的指定。

峰值脉冲电流(I
可重复施加的最大脉冲电流。通常为10x1000μs双指数波形,但也可以是8x20μs,如果有说明的话。

最大箝位电压(VC或VCI
当受到最大峰值脉冲电流影响时,可通过保护器测量的最大电压。

峰值脉冲功率(P
以瓦特或千瓦表示,对于1ms的指数瞬态(参见图1,第23页),它是I乘以五CL