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TVS管與壓敏電阻的區别(一看就懂)

發布時間:2018-01-06
摘要
在ESD保護領域,目前主流的是哪幾類産品?這些産品的工作原理是什麼?怎麼選型?各種适用于哪些具體應用?他們之間有什麼區别?共同點又有哪些?


TVS管


TVS是普遍使用的一種新型高效電路保護器件,響應速度特别快(為ps級);耐浪湧沖擊能力較放電管和壓敏電阻差,其10/1000μs波脈沖功率從400W~30KW,脈沖峰值電流從0.52A~544A;擊穿電壓有從6.8V~550V的系列值,便于各種不同電壓的電路使用。


當它的兩端經受瞬間的高能量沖擊時,TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變為低阻抗,以吸收一個瞬間大電流,從而把它的兩端電壓鉗制在一個預定的數值上,起到保護後面的電路元件不受瞬态高壓尖峰脈沖沖擊的作用。


正因為如此,TVS可用于保護設備或電路免受靜電、電感性負載切換時産生的瞬變電壓,以及感應雷所産生的過電壓。


TVS管有單向與雙向之分(單向的型号後面的字母為“A”,雙向的為“CA”),單向TVS管的特性與穩壓二極管TVS管使用時,一般并聯在被保護電路上。為了限制流過TVS管的電流不超過管子允許通過的峰值電流IPP,應在線路上串聯限流元件,如電阻、自恢複保險絲、電感等。相似,雙向TVS管的特性相當于兩個穩壓二極管反向串聯。



壓敏電阻



壓敏電阻是一種限壓型保護器件。利用壓敏電阻的非線性特性,當過電壓出現在壓敏電阻的兩極間,壓敏電阻可以将電壓鉗位到一個相對固定的電壓值,從而實現對後級電路的保護。壓敏電阻的主要參數有:壓敏電壓、通流容量、結電容、響應時間等。主要可用于直流電源、交流電源、低頻信号線路、帶饋電的天饋線路。



壓敏電阻的響應時間為ns級,比空氣放電管快,比TVS管稍慢一些,一般情況下用于電子電路的過電壓保護其響應速度可以滿足要求。


壓敏電阻的失效模式主要是短路,當通過的過電流太大時,也可能造成閥片被炸裂而開路。壓敏電阻使用壽命較短,多次沖擊後性能會下降。因此由壓敏電阻構成的防雷器長時間使用後存在維護及更換的問題。


穩壓二極管



穩壓二極管(又叫齊納二極管),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,在這臨界擊穿點上,反向電阻降低到一個很小的數值,在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恒定。穩壓二極管是根據擊穿電壓來分檔的,因為這種特性,穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。穩壓二極管可以串聯起來以便在較高的電壓上使用,通過串聯就可獲得更多的穩定電壓。



自恢複保險絲



自恢複保險絲是一種過流電子保護元件,自恢複保險絲是由高科技聚合樹脂及納米導電晶粒經特殊工藝加工制成,正常情況下,納米導電晶體随樹脂基鍊接形成鍊狀導電通路,保險絲正常工作。



當電路發生短路或者過載時,流經保險絲的大電流使其集溫升高,當達到居裡溫度時,其态密度迅速減小,相變增大,内部的導電鍊路呈雪崩态變或斷裂,保險絲呈階躍式遷到高阻态,電流被迅速夾斷,從而對電路進行快速,準确的限制和保護,其微小的電流使保險絲一直處于保護狀态。


當斷電和故障排除後,其集溫降低,态密度增大,相變複原,納米晶體還原成鍊狀導電通路,自恢複保險絲恢複為正常狀态,無需人工更換。


1

共同點


TVS管,壓敏電阻和穩壓二極管不具有開關特性,而都具有穩壓特性。



2

不同點


1.從反應速度來看,TVS管的反應速度很快(為ps級),而壓敏電阻反應速度較慢(為ns級)。


2.TVS管的可靠性高,不易劣化,使用壽命長。壓敏電阻的可靠性較差,易老化,使用壽命較短。


3.壓敏電阻具有尺寸小,不占空間,成本低等因數;TVS鉗制電壓比較低,但價格較高。


4.TVS主要作用為靜電防護;壓敏電阻的主要作用是過壓保護;自恢複保險絲的主要作用是過流保護。


5.TVS管主要針對過壓保護,ESD一般有過流保護的功能。ESD指的是靜電防護,如防靜電工作服和手腕帶這些簡單的ESD用品。ESD保護二極管是TVS的一種,如壓敏電阻也屬于TVS的一種,但論效果還是ESD保護二極管較好,因為鉗位電壓低,反應速度快,結電容低等優勢。


6.壓敏電阻cj大,反應慢,抗ESD就象被人打了七傷拳,每打一次都受點内傷,最後多打幾次,内髒破裂而亡。當然ESDdiode也屬TVS管類,但它與一般的TVS管不同,ESD管承受瞬間電流比較小,所以Package做起來會比較小;要求承受電流時間也不同,一般TVS管是10/1000us,而ESDdiode管用在ns級别上。


7.壓敏電阻采用物理吸收原理每經過一次ESD事件,材料就會受到一定物理損傷形成永久性的漏電通道,而TVS是采用的半導體鉗位原理,在經曆ESD事件時,瞬間将能量傳遞出去,對器件本身并無影響。


轉自:緻美創科技微信公衆号

END


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