穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管的寫法

穩(wěn)壓二極管介紹

穩(wěn)壓二極管(又叫齊納二極管),此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。

原理

穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負載兩端的電壓將基本保持不變。

穩(wěn)壓二極管在電路中常用“ZD”加數(shù)字表示，如：ZD5表示編號為5的穩(wěn)壓管。

參數(shù)

（1）穩(wěn)定電壓

（2）電壓溫度系數(shù)

（3）動態(tài)電阻

（4）穩(wěn)定電流，、最小穩(wěn)定電流

（5）允許功耗

兩個反向串聯(lián)的作用

兩個穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián)的作用2010年02月03日星期三10：101、經(jīng)常在功率較大的放大電路，功率管的基極b與發(fā)射極e即發(fā)射結并聯(lián)兩個反向的二極管，這是通過對發(fā)射結輸入電流的分流作用而起保護作用；2、兩個二極管反向串聯(lián)后對與之并聯(lián)的電路可起過壓保護作用，當電路過壓時，二極管首先擊穿短路；

雙向過壓保護。這種雙向tvs，雙向過壓保護電路一般用于電子電路，與被保護的PN結并聯(lián)，保護該PN免遭反向過電壓的危害；

作用：過壓保護，靜電保護，電壓鉗位，阻尼作用。

瞬態(tài)電壓抑制器(TransientVoltageSuppressor)簡稱TVS，是一種二極管形式的高效能保護器件。當TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，它能以10-12秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預定值，有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。

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肪沖，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(xù)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(shù)據(jù)及控制總線受到不必要的噪音影響。開關電源中的開關管一般是mos管，由于mos管的G極對靜電或過壓非常敏感，所以為了保護它免遭損壞才加雙向TVS給與保護，一般三極管開關并不害怕靜電，很少有這個保護。

4、如果是兩個穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián)，正、反方向電壓到達穩(wěn)壓值時，電壓被鉗位；

5、如果是兩個穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián)，正、反方向電壓到達穩(wěn)壓值時，電流劇增，電動力增大，起阻尼作用；

TVS和一般區(qū)別

電壓及電流的瞬態(tài)干擾是造成電子電路及設備損壞的主要原因，常給人們帶來無法估量的損失。這些干擾通常來自于電力設備的起停操作、交流電網(wǎng)的不穩(wěn)定、雷擊干擾及靜電放電等,瞬態(tài)干擾幾乎無處不在、無時不有,使人感到防不勝防。幸好,一種高效能的電路保護器件TVS的出現(xiàn)瞬態(tài)干擾得到了有效抑制TVS（TRANSIENTVOLTAGESUPPRESSOR）或稱瞬變電壓抑制二極管是在穩(wěn)壓管工藝基礎上發(fā)展起來的一種新產(chǎn)品，其電路符號和普通穩(wěn)壓二極管相同,外形也與普通二極管無異,當TVS管兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時，它能以極高的速度（達1*１0-12秒）使其阻抗驟然降低，同時吸收一個大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個預定的數(shù)值上，從而確保后面的電路元件免受瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞。

如果是使用的話，TVS有二極管類，和壓敏電阻類。我個人認為壓敏電阻類更有優(yōu)勢，目前廣泛用于手機，LCD模組，及一些比較精密的手持設備。特別是出口歐洲的產(chǎn)品一般都要加，來作為靜電防護的主要手段之一。

TVS和齊納穩(wěn)壓管都能用作穩(wěn)壓，但是TVS管齊納擊穿電流更小，大于10V的穩(wěn)壓只有1mA，相對來說齊納二極管擊穿電流要大不少，但是齊納二極管穩(wěn)壓精度可以做的比較高。

在電路中一般工作于反向截止狀態(tài)，此時它不影響電路的任何功能。TVS在規(guī)定的反向應用條件下，當電路中由于雷電、各種電器干擾出現(xiàn)大幅度的瞬態(tài)干擾電壓或脈沖電流時，它在極短的時間內(nèi)（可達到1×10-12秒）迅速轉入反向導通狀態(tài)，并將電路的電壓箝位在所要求的安全數(shù)值上，從而有效的保護電子線路中精密元器件免受損壞。干擾脈沖過去后，TVS又轉入反向截止狀態(tài)。由于在反向導通時，其箝位電壓低于電路中其它器件的耐壓，因此起到了對其它元器件的保護作用。TVS能承受的瞬時脈沖功率可達上千瓦，其箝位時間僅為1ps[1]。TVS根據(jù)極性可分為單向和雙向TVS。單向TVS一般適用于直流電路，雙向TVS一般適用于交流電路中。由于TVS起保護作用時動作迅速、壽命長、使用方便，因此在瞬變電壓防護領域有著非常廣泛的應用。

各參數(shù)說明如下：

1、擊穿電壓V(BR)

2、反向脈沖峰值電流Ippm

3、反向工作電壓VRWM

4、箝位電壓VC(max)

5、反向脈沖峰值功率Pppm

6、電容CPP

7、漏電流IR

TVS的選用方法

1.確定待保護電路的直流電壓或持續(xù)工作電壓。如果是交流電，應計算出值，即用有效值*1.414。

2.TVS的反向變位電壓即工作電壓（VRWM）--選擇TVS的VRWM等于或大于上述步驟1所規(guī)定的操作電壓。這就保證了在正常工作條件下TVS吸收的電流可忽略不計,如果步驟1所規(guī)定的電壓高于TVS的VRWM,TVS將吸收大量的漏電流而處于雪崩擊穿狀態(tài)，從而影響電路的工作。

3.峰值脈沖功率：確定電路的干擾脈沖情況,根據(jù)干擾脈沖的波形、脈沖持續(xù)時間,確定能夠有效抑制該干擾的TVS峰值脈沖功率。

4.所選TVS的箝位電壓（VC）應低于被保護電路所允許的承受電壓。

5.單極性還是雙極性-常常會出現(xiàn)這樣的誤解即雙向TVS用來抑制反向浪涌脈沖，其實并非如此。雙向TVS用于交流電或來自正負雙向脈沖的場合。TVS有時也用于減少電容。如果電路只有正向電平信號，那麼單向TVS就足夠了。TVS操作方式如下：正向浪涌時,TVS處于反向雪崩擊穿狀態(tài)；反向浪涌時，TVS類似正向偏置二極管一樣導通并吸收浪涌能量。在低電容電路里情況就不是這樣了。應選用雙向TVS以保護電路中的低電容器件免受反向浪涌的損害。

6.如果知道比較準確的浪涌電流IPP，那么可以利用VC來確定其功率，如果無法確定功率的大概范圍，一般來說，選擇功率大一些比較好。

TVS和MOV的比較

在電子應用領域中必不可少地要對靜電放電（IEC61000-4-2）、瞬態(tài)電壓、喀啦聲（IEC61000-4-4）EFT，和浪涌電壓抗擾度（IEC61000-4-5）進行防護，從而保護電子電路的安全和可靠性，在保護領域中，有兩種保護元件，一個是具有雪崩特性的TVS半導體二極管，一個是多層壓敏電阻，為了合理使用，需對TVS和MOV進行比較，以求正確選用，達到產(chǎn)品設計的優(yōu)化選擇。

PROTEK公司的TVS半導體二極管，設計有高靈敏度的N/P結，它的特性是產(chǎn)生雪崩效應，效應與半導體的結面積成正比，通過控制結面積的摻雜濃度和基片的電阻率使它可以吸收大量的瞬態(tài)電流，產(chǎn)生雪崩特性，從而可控制浪涌電流的能力，是一種特殊制造工藝的高科技產(chǎn)品。

多層壓敏電阻是將氧化鋅材料壓入到長方形中，形成多晶粒結構，分成多層以形成更加均勻一致的控制區(qū)，通過導通阻擾的變化實現(xiàn)對浪涌電流的吸收能力，是一種特殊元件。

雪崩擊穿二極管TVS和多層氧化鋅壓敏電阻都靠改變自身的阻擾特性來進行靜電放電，瞬態(tài)電壓和浪涌電壓的控制，而主要差異是導通后的阻擾，TVS有高靈敏度的N/P結進行控制，其導通阻擾很低，而MOV的導通阻擾要比TVS高出許多，從而導致箝位電壓、箝位比率的差異。