鉗位二極管其實就是tvs 管,也就是瞬態(tài)抑制二極管的簡稱(transient voltage suppressor)。它是在穩(wěn)壓二極管的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,是一種二極管形式的新型高效能保護器件,也就是限壓型的過壓保護器件。
tvs通常采用二極管式的軸向引線封裝結(jié)構(gòu),也有貼片的,tvs的核心單元是芯片,芯片有單極型和雙極型兩種結(jié)構(gòu),單極型tvs有一個pn結(jié),雙極型tvs有兩個pn結(jié)。單極性只對一個方向的浪涌電壓沖擊起保護作用,雙極性。
瞬態(tài)二極管對相反的極性浪涌電壓沖擊都起保護作用,相當(dāng)于兩只穩(wěn)壓管反向串聯(lián)。這種管突出的特點就是具有擊穿電壓低、響應(yīng)時間為幾十ps數(shù)量級、漏電流小、瞬態(tài)功率大、無噪聲等特點,因此在信號系統(tǒng)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用及認(rèn)可。
下面來先了解一下兩個二極管反向串聯(lián)時候是怎工作的,如下圖d1和d2兩個二極管反向串聯(lián)在一起,這屬于鉗位保護電路,也有利用這種鉗位來取過零信號,在鉗位電路中,二極管負(fù)極接地,則正極端電路被鉗位零電位以下;工作時候一次只能有一個二極管導(dǎo)通,而另一個處于截止?fàn)顟B(tài),那么它的正反向壓降就會被鉗制在二極管正向?qū)▔航?.5-0.7(假如導(dǎo)通壓降是此)以下,從而起到保護電路的目的。
如下圖是tvs管的電壓---電流特性。在浪涌電壓的作用下,tvs管兩極之間電壓由額定反向關(guān)斷電壓vwm上升到擊穿電壓vbr 時被擊穿,出現(xiàn)了擊穿電流,,于是流過 tvs 管的電流將達(dá)到峰值脈沖電流 ipp ,其兩端的電壓也被鉗位于預(yù)定的最大鉗位電壓vc以下。其后隨著脈沖電流按指數(shù)衰減,tvs 管兩極的電壓也不斷下降,最后恢復(fù)到初態(tài) ,這就是 tvs 管抑制浪涌電流脈沖功率,保護電子器件的原理。