一、半导体放电管(TSS)
TSS(Thyristor Surge Suppressors),浪涌抑制晶闸管,也称半导体放电管,是采用半导体工艺制成的 PNPN 结四层结构器件,其伏安特性类似于晶闸管,具有典型的开关特性。TSS 一般并联在电路中应用,正常工作状态下 TSS 处于截止状态,当电路中由于感应雷、操作过电压等出现异常过电压时,TSS 快速导通泄放异常过电流,保护后端设备免遭异常过电压的损坏,异常过电压消失后,TSS 又恢复至截止状态。TSS 的伏安特性及参数如图 所示。
TSS 选型注意事项
⚫ 断态峰值电压(VDRM):断态峰值电压应大于被保护电路的最大工作电压,否则会影响被保护电路的正 常工作;
⚫开关电压(VS):开关电压值必须小于被保护器件所允许的瞬间峰值电压;⚫ 结电容(CJ): 通信线路要注意器件结电容不能对通信造成影响;
⚫ 维持电流(IH):TSS 为开关元器件,导通后电压较低,不能直接应用于电源线的防护。
二、瞬态电压抑制二极管(TVS)
TVS(Transient Voltage Suppressors),即瞬态电压抑制二极管,又称瞬态电压抑制器。它是采用半导体工艺制成的具有单个 PN 结或多个 PN 结集成的器件。TVS 有单向与双向之分,单向 TVS 一般应用于直流供电电路,双向 TVS 应用于电压交变的电路。直流应用时单向 TVS 反向并联于电路中,当电路正常工作时,TVS 处于截止状态(高阻态),不影响电路正常工作。当电路出现异常过电压并达到 TVS 的击穿电压时,TVS 迅速由高阻态变为低阻态, 泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地,同时把异常过电压钳制在一个安全水平之内,从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。当异常过电压消失后,TVS 阻值又恢复为高阻态。
TVS 选型注意事项
⚫ 最高工作电压 VRWM:TVS 管的截止电压应大于线路上最高工作电压或信号电平电压。如果截止电压选择过低,一方面会影响电路正常工作,另一方面会影响 TVS 的使用寿命;
⚫ 峰值脉冲电流 IPP: 当TVS 单独使用时,要根据线路上可能出现的最大浪涌电流来选择合适的型号。相同电压的 ESD,功率越大 IPP 也越大。功率越大的 TVS 对电路的保护效果也越好;
⚫ 钳位电压 VC:应小于被保护电路最大可承受的瞬态安全电压,VC 与TVS 的击穿电压及 IPP 都成正比;
⚫ 漏电流 IR:在通信线路及低功耗电路中,要特别关注 IR 这个参数;
⚫ 封装形式:根据电路设计布局及被保护线路数选择合适的封装形式。TVS 器件封装的大小从一定程度上可以反应器件的防护等级大小,一般封装越大的器件可容纳的 TVS 芯片尺寸也越大,防护等级也越高;
⚫ 极性:TVS 有单向和双向之分,根据工作的信号进行选择,单极性的信号可以选择单向的 TVS 或双向的 TVS器件, 双极性的信号需选择双向的 TVS 器件。
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