TVS及其在电路设计中的应用new

1、 本文由zjl985826贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第 卷 年 第 月期 厕 ￥ 及其在 电路设计 中的应用 白树 林 许 波 （ 西安 电子工程 研 究 所 ，陕西 西安 ） 摘 要 ：介 绍 了瞬 态 电压 抑制 器 （ ）的 特性 及 主 要 参数 ；给 ， 出 了选 用 器件 时应 注意 的事项 同时给 出 了 电路 设 计 中的 典型 应 用 实例 。 在 关键 词 ： ；元 器件保 护 ；电路 设 计 引 言 瞬态 电压 抑制 器是 一 种 二极 管 形式 的高 效 能 保 护 器件 。具 有 极快 的响应 时 间和

2、 相 当高 的浪 涌 通 路 。在 时 ，低 于 这 个 电 压 ， 不 会 发 是 生雪 崩 击穿 的 。 （）额 定 反 向 关 断 电 压咖 是 在正 常状 态 时可 承受 的 电压 ，此 电 吸收 能 力 。 当 两端 受 到 反 向 瞬态 过 压 脉 冲 的 时 ，能 以极高 的速度 把 两端 间 的高 阻抗 变 为 低 阻 抗 ， 以吸收 瞬 间大 电流 ，并 将 电压 箝 制在 预 定 数 值 ，从 而有效 保 护 电路 中的元 器件 免 受损 坏 。本 压应 大于 或等 于 被保 护 电路 的正 常工 作 电压 。但 它 又 需 要 尽 量 与 被 保 护 电 路 的 正 常

3、工 作 电 压 接 近 。这 样 才 不会 在 以前 使 整 个 电路 面对 作 过 压威 胁 。按 的 标准 值 的离 散 度 ，可 把 与 脓 文 讲 述 了 件 的 主要 特 性 参 数 和选 用 注 意 事 器 分 为 和 两 种 ，对 于 的蕊 说 ， 来 （）最 大峰 值脉 冲 电流 项 ，同时给 出了 电路设 计 中 的应用 方法 。 在 ；而对 于 的腿 说 ， 。 来 是 反 向状 态 工 作 时 ，在 规 定 的脉 冲 在 条 件下 ，器 件 允许 通过 的 最大 脉 冲峰值 电流 。 件 的 特 性 及 主 要 参 数 器 器 件 特 性 的 （）箝位 电压 在 规 定

4、的 反 向应 用 条 件 下 ， 受保 护 的 对 当脉 冲峰 值 电流 流过 ，其 两 端 出现 时 线路 呈 高 阻抗 状态 。当 瞬间 电压 超 过其 击 穿 电 压 时 ， 会 提供 一 个 低 阻 抗 的 路径 ，并 通 过 大 就 电流方 式使 流 向被 保 护元 器 件 的瞬 间 电流 分 流 到 极 管 ，同 时将 受 保 护元 器 件 两 端 的 电 压 限 二 的 最 大 电 压 值 称 为箝 位 电 压 。 和 反 映 了 的浪 涌抑 制 能力 。通 常把 与腿 比称 为箝 之 位 因子 （ 数） 系 ，其 值一 般 在 之 间 。实 际使 用 时 ，应使 不 大于 被保

5、 护 电路 的最 大 允许 安 全 电压 ，否则 被保 护 器件 将 面临被 损 坏 的可能 。 （）最 大峰 值 脉 冲功 耗 制 在 的箝 制 电压 。 当 过压 条件 消 失 后 又 恢 复 到 高 阻 抗状 态 。与 陶 瓷 电容 相 比 可 以 承受 的 电 压 ，但 陶 瓷 电容 对 高 压 的 承受 能力 比较 弱 。 的冲 击 就会 造 成 约 陶 瓷 电 容 失效 ，而到 时 ，其 损 坏率将 高 达 到 。 通常是最大峰值脉冲电流与箝位电压 的乘 积 ，也 就 是 最 大 峰 值脉 冲功 耗 。它 是 能 承受 的最 大峰 值 脉 冲功耗 值 。在给 定 的最大 钳 位 电

6、压 下 ，功 耗 越 大 ，其 浪 涌 电流 的 承受 能 力 越 大 。另 外 ，峰 值 脉 冲功耗 还 与脉 冲波 形 、脉 冲持 续 时 间 和环 境 温 度 有 关 。 而且 能承 受 的 所 瞬态 脉 冲是 不 可重 复施 加 的 。 （）电容 量 的 电容 是 由其 硅 片 的截 面 积 和偏 置 电压 器件的主要参数 （）最 小 击 穿电压 当 过 规 定 的 电 流 时 ， 两 端 的 电压 流 称 为 最 小击 穿 电压 ，在 此 区 域 。 低 阻抗 的 呈 收稿 日期 ： 电 手 元 器 件 主 用 第 卷 第 期 电 予元 器 件 盔 用 年 月 来 决定 的 ，它是

7、在 特 定 频率 下测 得 的 。的 大 小 与 电流 承 受 能 力 成 正 比 ， 大 ，将 的 太 使 信 号 衰 减 。因此 ，电容 是数 据 接 口电路 选 用 的重 要参 数 。 作 电压 后 ， 发 生雪 崩 击 穿 ，从 而 提供 给 瞬 将 时电流一个超低阻抗的通路 ，其结果是瞬时电流 通过 引开 ，从 而避 开 被 保 护 器件 ，并 且 在 被 电压 恢 复正 常值 之 前使 被 保护 回路一 直 保 持截 止 电压 。在 此 之 后 ，当瞬 时 脉 冲结 束 以后 ， （）漏 电流， ，是最 大 反 向工 作 电压施 加 到 时 ， 上 极管 再 自动 恢 复至 高 阻

8、状 态 。整个 回路 进 入正 常 电压状 态 。 以下是 电路 应 用 中的几 个 典 型 在 实例 。 交流 电路 中的应 用 在 图 所示 是一 个 双 向 在交 流 电路 中 的应 用 管 的漏 电流 。 当 于 高 阻抗 电路 时 ，这个 漏 用 电流幌 一个重要参数 。 选 用 注 意 事 项 的 在 选 用 ，根据 电路 的具 体 情 况 ，一 般 时 电路 。应 用 以有 效 地 抑制 电 网带 来 的过 载 可 应考 虑 以下 几个 主要 因素 ： 脉 冲 ，从 而起 到保 护 整流 桥及 负 载 中所 有 元器 件 首 先 ， 由于 双 向 以在 正 反 两 个 方 向吸

9、可 收瞬 时 大 脉 冲功 率 ，并 把 电 压箝 制 到 预定 水 平 。 因此 。若 电路 有 可 能承 受来 自两个 方 向的浪 涌 电 压 冲击 时 ，应 当选 用 双 向 双 向 般 适 。 一 的作用 。 图 中的 位 电压应 不 大于 电路 的最 箝 大 允许 电压 。 用 于 交 流 电路 ，单 向 般 用 于直 流 电路 。另 一 外 ，箝 位 电压 不 大于 被保 护 电路 的最 大允 许 安 全 电压 。 其 次 ，就 是 最 大 峰值 脉 冲 功耗 必 须 大于 电 路 中出现 的最 大 瞬 态浪 涌功 率 。但 是 ，在实 际 应 用 过程 中 ，浪 涌有 可能 重复

10、 地 出现 ，在 这种 情 况 下 ，即使 单个 的脉 冲 能 量 比 器件 可 承受 的脉 图 用 于 交 流 电 路 用 护直 流 稳压 电源 保 图 是一 个 直流 稳 压 电源 ，在 其 稳 压 输 出端 冲能量 要 小得 多 ，但 是 ，如 果 重复 施 加 ，这 些 单 加 上 ，可 以保 护 使 用该 电源 的仪 器设 备 同 个 的脉 冲 能量 积 累起 来 ，也 可 能在 某些 情 况 下超 过 件 所 能 承受 的脉 冲 能 量 。 因此 ，在 电路 器 时还可 以吸收电路 中晶体管的集 电极 到发射极 问 的峰值 电压 ，从 而 保 护 晶体管 。建议 在 每 个稳 压

11、源 的输 出端 增 加 一个 ，这 样 可 以 大 幅度 地 管 提高 整机 的可靠性 。 设 计 时 ，必 须 在 这 点 上 认 真 考 虑 并 选 用 合 适 的 件 ， 以使其 在 规 定 的间 隔 时 间 内 ，重 复施 器 加 脉 冲能 量 的累 积不 至 于超 过 件 的脉 冲 能 器 量 额定 值 。 第 三 ，在实 际 应用 过 程 中 ，对最 大 反 向工 作 电压必 须 有 正确 的选取 ，一般 原 则是 以交 流 电压 的 倍 来选 取 的最 大反 向工作 电压 。直 流 管 电压则 按 倍 来 选 取， 管 的最 高 反 向工 作 电压 图 保 护 直 流 稳 压 电

12、 源 实 例 输 出 在电路设计中的典型应用 在 实 际 的应 用 电路 中 ，处 理 瞬时 脉 冲对 器 件 损 害 的最 好办 法 ，就是 将 瞬 时 电流从 敏 感器 件 引 用 护 晶体 管 电路 保 各 种 瞬变 电 压 能使 晶 体 管 的 结 或 结 击 穿 而损 坏 ，特 别 是 晶 体 管 集 电极 有 感 性 （ 圈 、 线 变 压 器 、 电动 机）负 载 时 ，通 常 会 产 生 高压 反 电 开 。 为 达 到这 一 目的 ，将 线路 板 上 与 被 保 在 势 ，因而 可 能使 晶体 管 损坏 。在 实 际应 用 中 ，建 护线 路 并联 。这样 ，当瞬时 电压超

13、过 电路 正 常 工 电子元 器 件 左 用 删 似 议 采用 ， 作 为 保 护器 件 。图 所示 为 保 护 晶 第卷年 月 期 第 瓣墓缛瘗痢 出 出 （ ） 出 出 （ ） 图 基 于 晶 体 管 保 护 电路 的 （） 体 管 的 四种 电路实 例 。 集 成 电 路 的 保 护 用 保护 集成 运 放 集 成 运放 对 外界 电应 力 非 常 敏感 。 因此 ，在 由于 现代 的集 成度 越 来 越 高 ，而 其耐 压 则 使 用 运放 的过程 中 ，如 果 因操 作失 误 或 采 取 了不 越来越低 ，因而很容易受到瞬变电压 的冲击而损 坏 ，故 须 采 取 保 护 措 施 。通

14、 常 在 电路 的 输 正 常 的 工 作 条 件 。往 往 会 出现 过 大 的 电压 或 电 流 ，特别 是 浪涌 和静 电脉 冲 ，从 而很 容 易使 运 放 受 损 或失 效 。图 示是 用 所 在运 放 差模 输入 端 防止 过压 损伤 的保 护 电路 。 人 端 及输 出端都 有保 护 网 路 ，为 了可 靠 起见 ，在 各 整 机 对 外 接 口处 也 增 加 了各 种 保 护 网络 。 图 给 出 了用 对， 器件 进 行 保 护 的有 关 及 电路措 施 。 图 护 集 成运 放 实例 保 结束 语 本 文 主要讲 述 了， 器 件 的特性 和 主要 参数 （） 止 输 入 电 压超 过 （） 防 防止 输 入 高 低 于 地 ， 以及 选 用 器件 时 的注 意事 项 ，同时 给 出了器 件 在 电路 设 计 中 的典 型应 用 电路 ，以便 加 深 电路 设 计 人 员 对 的认