標(biāo)題:
TVS管與其他電路保護(hù)元件對(duì)比
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作者:
JKSEMI
時(shí)間:
2020-9-11 17:06
標(biāo)題:
TVS管與其他電路保護(hù)元件對(duì)比
TVS管與其他電路保護(hù)元件對(duì)比
1/ TVS二極管與穩(wěn)壓二極管：
TVS二極管和穩(wěn)壓二極管在電路都是反向接入，也就是利用它的反向特性，利用PN結(jié)雪崩效應(yīng)，在反向擊穿前均有一個(gè)臨界電壓，在反向接入電路都具有穩(wěn)壓作用，但是也不盡相同，穩(wěn)壓二極管利用的是把輸入電壓固定在某個(gè)數(shù)值，而TVS二極管主要是防止瞬態(tài)高壓對(duì)后級(jí)電路進(jìn)行鉗位;穩(wěn)壓二極管一般不會(huì)講響應(yīng)時(shí)間，更多的是關(guān)注穩(wěn)壓值，但是對(duì)于TVS二極管不一樣，它的特性決定著它擁有不同的作用，TVS二極管具有瞬態(tài)抑制高能量作用，因此要求在較短時(shí)間內(nèi)把較高能量瞬間吸收，因此這個(gè)時(shí)間很短，達(dá)到納秒級(jí)別;
穩(wěn)壓二極管的功率一般不是很大，常見的穩(wěn)壓二極管有1W、2W等，它的功率由它所允許的溫升決定，實(shí)際是穩(wěn)定電壓與電流的乘積，例如對(duì)于穩(wěn)壓二極管1N4742A，它的功率最大只有1W，穩(wěn)壓值是12V，那么通過它的電流一般不能超過80mA，要不然管子會(huì)發(fā)熱的厲害;對(duì)于TVS二極管，它講究的是瞬時(shí)脈沖功率，這個(gè)功率值很高，能達(dá)到上千瓦，只是這個(gè)時(shí)間值維持很小。
2/ TVS二極管與壓敏電阻、氣體放電管：
在反應(yīng)時(shí)間上，壓敏電阻介于TVS管和氣體放電管之間，TVS管為皮秒級(jí)，壓敏電阻略慢，為納秒級(jí);而氣體放電管最慢，通常為幾十個(gè)納秒甚至更多。
在通流容量上，壓敏電同樣介于TVS和氣體放電管之間，TVS管通常只有幾百A;而壓敏電阻按不同規(guī)格，可通過數(shù)KA到數(shù)十KA的單次8/20uS浪涌電流;而對(duì)于氣體放電管來說通常十KA級(jí)別8/20uS浪涌電流可導(dǎo)通數(shù)百次。
從原理上看，TVS管基于二極管雪崩效應(yīng);壓敏電阻器基于氧化鋅晶粒間的勢(shì)壘作用;而氣體放電管則是基于氣體擊穿放電。
在電壓范圍方面，TVS管通常為5.5V到550V;壓敏電阻的范圍較寬，可從10V到9000V;而氣體放電管可從75V到3500V。
TVS管的非線性特性和穩(wěn)壓管一樣，擊穿前漏電流很小，擊穿后是標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)壓特性，比起壓敏電阻來TVS管最大箝位電壓偏離擊穿電壓較小，優(yōu)于壓敏電阻，但通流能力比壓敏電阻較小。
壓敏電阻能承受更大的浪涌電流，而且其體積越大所能承受的浪涌電流越大，最大可達(dá)幾十kA到上百kA;但壓敏電阻的非線性特性較差，大電流時(shí)限制電壓較高，低電壓時(shí)漏電流較大。
3/ TVS二極管與陶瓷電容：
很多設(shè)計(jì)人員愿意采用表面貼裝的陶瓷電容作ESD 保護(hù)，不但便宜而且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，但這類器件對(duì)高壓的承受力卻比較弱。5kV 的沖擊會(huì)造成約10%陶瓷電容失效，到10kV 時(shí)，損壞率達(dá)到60%，而TVS二極管可以承受15kV 電壓。在手持設(shè)備的使用過程中，由于與人體頻繁接觸，各個(gè)端口必須至少能夠承受8kV 接觸沖擊(IEC61000-4-2 標(biāo)準(zhǔn))，可見使用TVS二極管可以有效保證最終產(chǎn)品的合格率。
4/ TVS二極管與MLV：
多層金屬氧化物結(jié)構(gòu)器件(MLV)也可以進(jìn)行有效的瞬時(shí)高壓沖擊抑制，此類器件具有非線性電壓-電流(阻抗表現(xiàn))關(guān)系，截止電壓可達(dá)最初中止電壓的2～3 倍，這種特性適合用于對(duì)電壓不太敏感的線路和器件的保護(hù)，如電源回路。而TVS瞬態(tài)抑制二極管具有更好的電壓截止因子，同時(shí)還具有較低的電容，這一點(diǎn)對(duì)于手持設(shè)備的高頻端口非常重要，因?yàn)檫^高的電容會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸，造成失真或是降級(jí)。
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