辽宁30000W瞬态抑制二极管原理

过电应力当瞬态脉冲能量超过TVS所能承受能量时会引起TVS器件过电应力损伤，特别是当瞬态脉冲能量达到TVS所能承受能量的数倍时会直接导致TVS器件过电应力烧毁，失效模式表现为短路。过电应力短路失效的TVS芯片在扫描电镜下观察。可发现pn结表面边缘的熔融区域或体内硅片的上表面和下表面的黑斑。试验表明，发生在结表面边缘过电应力短路失效通常是由持续时间极短(ns级)的高能量瞬态脉冲所致，例如:EMP、ESD产生的脉冲:体内过电应力失效通常是由持续时间稍长(us级以上)高能量脉冲所致，例如:电快速瞬变，雷电产生的脉冲。如果高能量瞬态脉冲持续时间介于ns级和μs级之间，则短路可能发生在结边缘表面，也可能发生在体内。当TVS经过成千上万次的标准脉冲冲击后失效，失效模式为短路。辽宁30000W瞬态抑制二极管原理

TVS的瞬态功率一般以8/20us或10/1000us的波形来衡量。8/20us是雷击浪涌的一种波形通常以内阻2欧姆的一个短路电流波形,上升前沿在8uS,峰值电流下降沿1/2处保持在20uS.即充电1KV输出500A的电流波形.现在较多的已经是组合波模式,即短路电流波形为8/20uS,开路电压波形为1.2/50uS..10/1000uS也是一种浪涌波形,以现在执行的标准是短路电流波形与开路电压波形都需要符合前沿时间10uS半值时间1000uS,内阻10欧姆.即充电1KV输出100A的电压及电流波形。浙江3000W瞬态抑制二极管失效DO-41封装的TVS一般有P4KE系列（400W）。

TVS的极性选择。单极性还是双极性-常常会出现这样的误解即双向TVS用来抑制反向浪涌脉冲，其实并非如此。双向TVS用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。单向TVS用于直流电源信号防护，正向导通也可以起到泄放浪涌电流的作用。TVS有时也用于减少电容。TVS串联可以减少TVS的结电容，或串联一个低电容的二极管也可有效降低TVS的结电容。如果电路只有正向电平信号，那麽单向TVS就足够了。TVS操作方式如下：正向浪涌时,TVS处于反向雪崩击穿状态；反向浪涌时，TVS类似正向偏置二极管一样导通并吸收浪涌能量。

PN结加反向电压时截止如果电源的正极接N区，负极接P区，外加的反向电压有一部分降落在PN结区，PN结处于反向偏置。则空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变宽，电流不能流过，方向与PN结内电场方向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流。PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。当TVS 器件工作温度超过其比较大允许工作温度时，易发生短路失效且通常发生在pn 结表面。

对于接口电路来说，为了保护我们的内部电路，都会在信号进入到电路板的连接器处增加TVS，而TVS是由二极管构成的，是二极管就会有结电容，结电容的大小会对信号造成一定的影响，特别是高速信号，而这里给出了建议的结电容大小，以使对信号的影响尽可能的降低，保证能正常的通信。以下对各接口的结电容建议：GPIO接口结电容＜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，天线＜0.2pF。TVS和齐纳稳压管都能用作稳压，但是齐纳击穿电流更小，大于10V的稳压只有1mA。上海5000W瞬态抑制二极管失效

常用电路保护器件的主要失效模式为短路，瞬变电压抑制器(TVS)亦不例外。辽宁30000W瞬态抑制二极管原理

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