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  6. TVS瞬態抑制二極管失效模式介紹
    • 發布時間:2022-06-01 16:54:03
    • 來源:
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    TVS瞬態抑制二極管失效模式介紹
    電子電路中常用的保護器件有:穩壓二極管、瞬態電壓抑制TVS管、ESD放電二極管、半導體放電管等先進的新型電子元器件。
    保護元器件,主要保護電子電路中的精密器件免受過壓、過流、浪涌、電磁等干擾情況下不受破壞,任何領域都要運用到他們,使用范圍極其廣泛。
    其中TVS管是一種常見的浪涌抑制器件,它具有響應時間快、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓精準,鉗位電壓容易控制等多個優點。
    TVS瞬態抑制二極管特點
    1、將TVS 二極管加在信號及電源線上,能防止微處理器或單片機因瞬間的脈沖,如靜電放電效應、交流電源之浪涌及開關電源的噪音所導致的失靈。
    2、靜電放電效應能釋放超過10000V、60A 以上的脈沖,并能持續10ms;而一般的TTL 器件,遇到超過30ms 的10V脈沖時,便會導至損壞。
    利用TVS 二極管,可有效吸收會造成器件損壞的脈沖,并能消除由總線之間開關所引起的干擾(Crosstalk)。
    3、將TVS 二極管放置在信號線及接地間,能避免數據及控制總線受到不必要的噪聲影響。
    其工作原理為,當高能量沖擊時,TVS能在很快的時間(10-12S)內由高阻抗變成低阻抗,從而吸收剎那間的大電流,然后把它倆端電壓鉗位在預定的值,起到保護后級電路的作用。
    根據其原理,TVS可用于維護設備或電路免受靜電、電理性負載切換時產生的瞬變電壓、及感應雷產生的過電壓。
    TVS瞬態抑制二極管失效
    TVS瞬態抑制二極管失效
    單向TVS管特性曲線 抑制原理圖
    TVS管的通流容量在限壓型浪涌保護器中是最小的,一般用于末級的保護。如用于電源的防雷電路中時,一般還需要與壓敏電阻或氣體放電管等通流容量大的器件配合使用。
    TVS瞬態抑制二極管失效模式:
    1、當瞬態脈沖能量大于TVS所能承受能量時會引起TVS器件過電應力損傷,特別是當瞬態能量遠遠超出TVS所能承受的數倍時會直接導致TVS過電應力燒毀。TVS瞬態抑制二極管失效模式為短路。
    2、當電路中通過的電流太大,可能會造成TVS炸裂,TVS瞬態抑制二極管失效模式為開路。這種情況通常為設計時考慮不周全,TVS通流量過小造成的。
    3、電性能退化 當TVS經過成千上萬次的標準脈沖沖擊后失效,失效模式為短路。這種模式因長時間工作結溫持續增大導致(器件內部結構變化、散熱能力下降)過熱燒毀。
    結論:
    在TVS實際使用中,TVS短路失效可能是各種因素綜合作用的結果。
    建議:首先做到TVS的正確選型與安裝,最好對TVS進行降額使用,這樣可使TVS承受的功率較小,使用可靠性大大增加。
    此外,為使TVS發生短路失效時對被保護電子設備的影響降到最低,通常可在TVS前串接一條與之匹配的保險絲/自恢復保險絲PPTC。
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