稳压二极管(ZenerDiod齐纳二极管)

1.原理:

它工作在电压反向击穿状态,当反向电压达到并超过稳定电压时,反向电流突然增大,而二极管两端电压恒定。

2.分类：

从稳压高低分:低压稳压二极管(<40V);

高压稳压二极管(>200V)；

从材料分:N型;P型。

3.主要参数：

①稳定电压VZ:在规定的稳压管,反向工作电流IZ下,所对应的反向工作电压；

②稳定电流IE；

③动态电阻rZ；

④最大耗散功率PZM；

⑤最大稳定工作电流IZmax和最小稳定工作电流IZmin；

⑥温度系数at,温度越高,稳压误差越大。

4.用途：

对漏极和源极进行钳位保护。

硅稳压二极管稳压电路：它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的,由于反向特性陡直,较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。

瞬态抑制二极管简称TVS

1.特点:

在规定的反向应用条件下,当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时,其工作阻抗能立即降至很低的导通值,允许大电流通过,并将电压箝制到预定水平,从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。反映速度快(为pS级),体积小，箝位电压低，可靠性高双向TVS适用于交流电路,单向TVS一般用于直流电路。

2.分类:

按极性分为单极性和双极性两种

3.符号:Symbol

4.二极管的特性图表:

5.二极管的抑制瞬态电压的例图和单向保护图形:

6.TVS的主要参数

①VBR:ReverseBreakdownVoltage(反向崩溃电压即击穿电压)

定义:当TVS流过规定的1mA电流（IR）时,测德TVS两极间的电压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,当瞬态电压超过VBR,瞬态电压抑制二极管便产生崩溃把瞬态电压抑制在某个水平,提供瞬态电流一个超低电阻通路,让瞬态电流透过瞬态电压抑制二极管被引开,避开被保护元件。

②IR:ReverseLeakageCurrent(反向漏电电流)

当最大反向工作电压施加到TVS上时,TVS管有一个漏电流IR,一般都会有10-100μA的反向漏电电流。当TVS用于高阻抗电路时,这个漏电流是一个重要的参数。

③VRWM最大反向工作电压(ReverseStand-offVoltage

可承受的反向电压)是器件反向工作时，在规定的IR下，器件两端的电压值。此时二极管为不导通之状态，通常VRWM=（0.8~0.9）VBR。使用时,应使VRWM不低于被保护器件或线路的正常工作电压。

④VC(max):最大箝位电压(TVSdiodeClampingVoltage:抑制电压)

在脉冲峰值电流Ipp作用下,器件两端的最大电压值称为最大箝位电压。使用时,应使VC(max)不高于被保护器件的最大允许安全电压。最大箝位电压与击穿电压之比称为箝为系数。即:箝位系数=VC(max)/VBR一般箝位系数为1.3左右。

⑤Cj:TVSdiodeJunctionCapacitance(瞬态二极管的电容值)

TVS的电容由硅片的面积和偏置电压来决定,电容在零偏情况下,随偏置电压的增加,该电容值呈下降趋势。电容的大小会影响TVS器件的响应时间。瞬态电压抑制二极管的电容值越大对电路的干扰越大,形成噪音越大或衰减讯号强度越大,对于数据/讯号频率越高的回路,电容值不大于10pF。

⑥IPP:最大的峰值脉冲电流

在反向工作时,在规定的脉冲条件下,器件允许通过的最大脉冲峰值电流。

⑦PPR:反向脉冲峰值功率

TVS的PPR取决于脉冲峰值电流IPP和最大箝位电压VC,除此以外,还和脉冲波形、脉冲时间及环境温度有关。

7.瞬态抑制二极管TVS的命名法则:

8.检测二极管的方法:

用万用表R×1k挡测量管子的好坏:

①对单极型的TVS,按照测量平凡二极体的方法,可测出其正、反向电阻，一般正向电阻为4k5左右,反向电阻为无限大;

②对双向极型的TVS,任意调换红、黑表笔测量其两引脚间的电阻值均应为无限大,否则,申明管子机能不良或已经损坏。

9.TVS在电路应用中的典型例子:

直流电中选用举例:

整机直流工作电压12V,最大允许安全电压25V（峰值）,浪涌源的阻抗50MΩ,其干扰波形为方波,TP=1MS,最大峰值电流50A。

交流电路应用举例：

直流线路采用单向瞬变电压抑制二极管,交流则必须采用双向瞬变电压抑制二极管。交流是电网电压,这里产生的瞬变电压是随机的,有时还遇到雷击（雷电感应产生的瞬变电压）所以很难定量估算出瞬时脉冲功率PPR。但是对最大反向工作电压必须有正确的选取。一般原则是交流电压乘1.4倍来选取TVS管的最大反向工作电压。直流电压则按1.1～1.2倍来选取TVS管的最大反向工作电压VRWM。下图给出了一个微机电源采用TVS作线路保护的原理图

1.在进线的220VAC处加TVS管抑制220V交流电网中尖峰干扰。

2.在变压器进线加上干扰滤波器,滤除小尖峰干扰。

3.在变压输出端VAC=20V处又加上TVS管,再一次抑制干扰。

4.到了直流10V输出时还加上TVS管抑制干扰。

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