快恢复二极管和TVS管的区别、选型及特点介绍

2018-7-16 15:12:36 6145 二极管快恢复二极管 TVS管

0 快恢复二极管介绍快恢复二极管（简称FRD）是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管，主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中，作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。快恢复二极管的内部结构与普通PN结二极管不同，它属于PIN结型二极管，即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I，构成PIN硅片。因基区很薄，反向恢复电荷很小，所以快恢复二极管的反向恢复时间较短，正向压降较低，反向击穿电压（耐压值）较高。快恢复二极管结构特点快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同，它是在P型、N型硅材料中间增加了基区I，构成P-I-N硅片。由于基区很薄，反向恢复电荷很小，不仅大大减小了trr值，还降低了瞬态正向压降，使管子能承受很高的反向工作电压。快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒，正向压降约为0.6V，正向电流是几安培至几千安培，反向峰值电压可达几百到几千伏。超快恢复二极管的反向恢复电荷进一步减小，使其trr可低至几十纳秒。20A以下的快恢复及超快恢复二极管大多采用TO-220封装形式。从内部结构看，可分成单管、对管（亦称双管）两种。对管内部包含两只快恢复二极管，根据两只二极管接法的不同，又有共阴对管、共阳对管之分。图2(a)是C20-04型快恢复二极管（单管）的外形及内部结构。(b)图和(c)图分别是C92-02型（共阴对管）、MUR1680A型（共阳对管）超快恢复二极管的外形与构造。它们均采用TO-220塑料封装，几十安的快恢复二极管一般采用TO-3P金属壳封装。更大容量（几百安～几千安）的管子则采用螺栓型或平板型封装形式。快恢复二极管注意事项（1）有些单管，共三个引脚，中间的为空脚，一般在出厂时剪掉，但也有不剪的。（2）若对管中有一只管子损坏，则可作为单管使用。（3）测正向导通压降时，必须使用R×1档。若用R×1k档，因测试电流太小，远低于管子的正常工作电流，故测出的VF值将明显偏低。在上面例子中，如果选择R×1k档测量，正向电阻就等于2.2kΩ，此时n′=9格。由此计算出的VF值仅0.27V，远低于正常值(0.6V)。TVS管介绍TVS（TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR）或称瞬变电压抑制二极管是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新产品，其电路符号和普通稳压二极管相同，外形也与普通二极管无异，当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度（最高达110^-12秒）使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。 TVS的反应速度比RC回路快10E-12s，可不用考虑TVS的击穿电压VBR，反向临界电压VWM，最大峰值脉冲电流IPP和最大箝位电压VC及峰值脉冲功率PP. 选择VWM等于或大于电路工作电压，VC为小于保护器件的耐压值，能测量最好（IPP），或估计出脉冲的功率，选功率较大的TVS。TVS管的特性参数最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。VWM是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压，当这个反向电压加入TVS的两极间时，它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。最小击穿电压VBR和击穿电流IR。VBR是TVS最小的雪崩电压。25℃时，在这个电压之前，TVS是不导通的。当TVS 流过规定的1mA电流（IR）时，加入TVS两极间的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与标准值的离散程度，可把TVS分为±5%VBR和±10% VBR两种。对于±5%VBR来说，VWM=0.85VBR；对于±10% VBR来说，VWM=0.81 VBR。最大箝位电压VC和最大峰值脉冲电流。IPP当持续时间为20微秒的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，在其两极间出现的最大峰值电压为VC。它是串联电阻上和因温度系数两者电压上升的组合。VC 、IPP反映了TVS器件的浪涌抑制能力。VC与VBR之比称为箝位因子，一般在1.2~1.4之间。电容量C 是TVS雪崩结截面决定的、在特定的1MHZ频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比，C过大将使信号衰减。因此，C是数据接口电路选用TVS的重要参数。最大峰值脉冲功耗PMPM是TVS能承受的最大峰值脉冲耗散功率。其规定的试验脉冲波形和各种TVS的PM值，请查阅有关产品手册。在给定的最大箝位电压下，功耗PM越大，其浪涌电流的承受能力越大；在给定的功耗PM下，箝位电压VC越低，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、持续时间和环境温度有关。而且TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的，器件规定的脉冲重复频率（持续时间与间歇时间之比）为0.01%，如果电路内出现重复性脉冲，应考虑脉冲功率的“累积”，有可能使TVS损坏。箝位时间TCTC是从零到最小击穿电压VBR的时间。对单极性TVS小于1×10-12秒；对双极性TVS小于是1&TImes;10-11 秒。 TVS管的四大应用（1）TVS管在TN电源系统的应用雷电过电压波、负载开关等人为操作错误引起的过电压容易通过供电线路侵入电气电子设备内部，造成电气电子设备失效、误动作，甚至造成设备的永久性损坏，造成严重经济损失。通过在电源线路上安装浪涌吸收装置MOV和TVS，实施两级保护，并对L、N 线进行共模、差模保护。具体做法是在线路的前端安装MOV作为第一级SPD保护，泄放大部分雷电流，在线路的末端（设备前端）安装大功率TVS管作为第二级SPD保护，进一步削弱过电压波幅值，将电网电压降至E/I安全耐压范围之内。要注意的是，MOV与TVS应达到电压和能量的协调与配合，AB之间的线路长度不应小于5 m，否则应增加线路长度或安装退耦器件。（2）TVS管在网络信号线路的应用TVS管不仅可以用于电源系统的浪涌防护，还可以用于信号线路的浪涌保护，采用气体放电管GDT与TVS管组合成信号浪涌保护器，其特点是反应快，漏流小，几乎对信号无损耗，可以对高速网络线路提供安全、可靠的保护。（3）TVS管在直流电源系统的应用一台普通PC电脑的供电电源电路，市电AC 220 V经过变压器降压至AC 20 V，再经调制整流电路，输出DC 10 V 直流电源，接入负载。通过在变压器输出端安装双向瞬态电压抑制器TVS1，吸收L 及N 线的瞬时冲击脉冲电流，将电路电压箝制在安全电压水平，TVS1可以保护变压器后端整流器及其他电路元器件。在整流器后的直流电源输出端安装单向瞬态电压抑制器TVS2，用于保护直流负载免受过电压电电流冲击。（4）TVS管在晶体管电路的应用晶体三极管作为电流控制型器件，是电子集成电路中的重要组成部分，可分为NPN 管和PNP 管两类，应用于开关电路、放大电路和稳压电路。为了使晶体管电路免受ESD/EFT（静电放电/电快速瞬变脉冲群）等浪涌电压的干扰，在电路的输入端和输出端分别加入TVS1、TVS2进行保护。快恢复二极管和TVS的区别*快恢复二极管和tvs管不可以是两个完全不同性质的元件，绝对不可以互换。TVS是瞬间过压保护元件，无法承受工频电流，只能用在瞬间过压保护电路中。快恢复二极管用在高频等电路整流滤波的地方，压降小，速度快，发热量也小，比如开关电源电路中等。瞬态电压抑制器（TVS）是用来消除电压尖脉冲的，保护电路用的，比如接在数据接口用来防雷击，电压波动等。TVS常用作电压钳位与稳压二极管一样用，只不过其能承受的瞬间功率非常大，如1.5KE200可以承受瞬间1.5KW的功率，原理上应该是工作于挤纳击穿；(超)快速恢复管讲的是二极管工作时电子空穴的恢复快慢，一般工作于正象偏压，经常应用于开关电源整流等高频信号场合，如FR107，4148，F4007等都是快速恢复管(一般情况下反向恢复时间都不超过150ns；4148又叫做开关二极管，只因为它的反向恢复时间很端——只有4ns)；另在开关电源整流中还有一种最常用的，叫做“稍特基管”的二极管，此类管子不存在电子空穴的问题，也不存在反向恢复时间。TVS型二极管和快恢复二极管在电路中都是用来作稳压用，但工作机理不同。 TVS型二极管是一种压敏二极管，是根据它的端电压的变化来改变它的电阻值达到稳压作用。快恢复二极管是一种齐纳二极管，即“雪崩”二极管，当它的端电压超过它的阀值时，PN结击穿来改变它的反向电阻来达到稳压作用。两者的工作机理完全不同，接法也不同，在电路中不能直接代换。 0
2018-7-16 15:12:36　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 晶体二极管和超快恢复二极管的区别 343 • 快恢复二极管与肖特基二极管的区别 8224 • 快恢复二极管,快恢复二极管是什么意思 2552 • 肖特基二极管和快恢复二极管的区别 4238 • 肖特基二极管和快恢复二极管的区别 5614 • 快恢复二极管和肖特基二极管的区别有哪些？ 3292 • 快恢复二极管选型 58 • 超快恢复二极管选型 112 • 肖特基二极管与快恢复二极管的区别 4261 • 快恢复二极管是什么意思 1473