瞬態抑制二極管的結構與穩壓二極管又叫齊納二極管穩壓二極管相似,連符號也一樣。
瞬態抑制二極管的工作原理
瞬態抑制二極管(瞬態電壓抑制器)(TVS)的工作原理與(壓二極管又叫齊納二極管)穩壓二極管一樣,但結構上有差別。其最大的差別是一般穩壓二極管組成的PN結面積很小,它能承受的反向電流(反向電流是指二極管在規定的溫度和最高反向電壓作用下,流過二極管的反向電流)較小。
一般小功率穩壓管(0.5~1W)其最大反向電流為幾十毫安到幾百毫安;而瞬態抑制二極管的PN結面積較大,可耗散的功率較大,允許最大的反向電流可達幾安到幾十安。因此它可以吸收瞬時高電壓脈沖所造成的瞬間大電流。一般穩壓二極管是0.5~3W,而瞬態二極管達300W到1500W,有些用于高壓的可達10kW以上。
例如,一種反向擊穿電壓Vbr為6.4~7.3V、耗散功率為500w的瞬態二極管,它能承受的最大脈沖電流Ipp是52~54A
利用瞬態二極管作保護的電路(電流流過的路叫做電路)如下圖所示,它并聯在保護的電路上。要注意的是它不需要限流電阻R。如果被保護的電路工作電壓是+5V,則可選6.5~7V擊穿的二極管。在正常工作時,瞬態二極管不工作,相當開路;當工作電壓中有瞬間高壓脈沖時,瞬態二極管在高壓脈沖作用瞬間被箝位于9V左右,這瞬間9V電壓對5V工作的電路是安全的。當高壓脈沖過去后,瞬態二極管又相當開路。
(利用瞬態二極管作保護的電路)
由此可見,在電源(把其他形式的能轉換成電能的裝置叫做電源)電壓正常時(或略有波動時)瞬態二極管不工作,也不損耗電路。在有瞬間高壓脈沖時,它吸收了瞬間大電流而箝位在比工作電源略高的電壓上保護了電路。它可以反復使用,有很長的使用壽命。
上圖的電路能對正瞬態脈沖箝位,為能在正、反脈沖時都能起保護作用,可采用下圖雙向瞬間二極管,它相當于兩個瞬態二極管反相串聯在一起。不論正負瞬態高壓脈沖都可以獲得保護,并且不影響電路的正常工作。
(雙向瞬間二極管)
(對正瞬態脈沖箝位)