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瞬态电压抑制二极管

功率整流二極體

瞬态电压抑制二极管也称为TVS二极管，是一种保护用的电子零件，可以保护电器设备不受导线引入的电压尖峰（英语：Voltage spike）破坏[1]。

瞬态电压抑制二极管
STM的二极管
类型被动
工作原理突崩溃
电路符号

说明

TVS二极管会和要保护的电路并联。当其电压超过突崩溃准位时，直接分流过多的电流。TVS二极管是箝位器（英语：Clamp (circuit)），会抑制超过其崩溃电压的过高电压。当过电压消失时，TVS二极管会自动复归，而其吸收的能量比类似额定的撬棒电路（英语：Crowbar (circuit)）要大很多。

TVS二极管有单向的及双向的。单向的TVS二极管在顺向操作时类似整流器，但在其设计允许承受很大的峰值电流，1.5KE系列的瞬间功率可以到1500 W。

双向的TVS二极管可以视为是二个极性相反的雪崩二极管相串联，再和要保护的电路并联。虽然在电路中会标示为二个二极管，不过实际元件是将二个二极管封装在同一个包装中。

TVS二极管过电压反应的速度会比其他的过电压保护元件（例如压敏电阻或是气体放电管）要快。实际的箝位大约只有一皮秒，但因为实际电路中导线存在电感，因此保护元件需容许较长时间的大电压。因此TVS二极管会比其他元件适合保护电路，不受很快、且有破坏性的电压突波所破坏。像许多分散式的电路都有这种快速的过电压突波，可能因为内部因素或是外部因素造成，例如闪电或是马达短路。

瞬态电压抑制器（英语：Transient voltage suppressor）若使用在超过其设计条件的环境下，可能会损坏。瞬态电压抑制器的失效模式有三种：短路、开路、元件额定下降[2]。

TVS二极管常会称为是transorbs，或是Vishay半导体（英语：Vishay Intertechnology）的注册商标TransZorbs。

规格

TVS二极管有以下的规格：

  • 漏电流：在电压小于最大反向关断电压时，可以导通的电流。
  • 最大反向关断电压：在此电压以下，导流电流不明显
  • 击穿电压：会出现显导通电流的电压。
  • 箝位电压：导通电流会到其额定电流（数百到数千安培）的电压。
  • 杂散电容：未导通的二极管其特性类似电容器，对于高频信号有破坏性的效果，一般会建议选用杂散电容较低的TVS二极管。
  • 杂散电感：因为实际过电压的切换很快，包装的电感是反应速度的限制因素之一。
  • 可吸收的能量：因为暂态很短，所有的能量都变成TVS二极管本身的热，散热片只会影响之后散热需要的时间，无法提升TVS二极管可吸收的能量。因此高能量的TVS二极管也会有较大的体积。若体积不够大，过电压可能会破坏TVS二极管，也就无法保护其他的电路。

参考资料

  1. ^ Evaluating TVS Protection Circuits with SPICE (PDF). Power Electronics Technology (Primedia). 2006, 32 (1): 44–49. （原始内容 (PDF)存档于2012-05-03）. 
  2. ^ Failure Modes and Fusing of TVS Devices (PDF). Vishay General Semiconductor. 13 August 2007 [8 June 2012]. （原始内容 (PDF)存档于2017-03-29）. 

延伸阅读

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外部链接

 
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