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大功率TVS二极管和ESD静电抑制器的区别

瞬态抑制二极管也称为TVS管、TVS二极管或者瞬变二极管,是普遍使用的一种新型高效电路保护器件,它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。

当它的两端经受瞬间的高能量冲击时,TVS管能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以吸收一个瞬间大电流,从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上,从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

正因为如此,TVS瞬态抑制二极管可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压,以及感应雷所产生的过电压。

TVS瞬态抑制二极管按照应用领域可分为各种电路都适用的通用型器件和特殊电路适用的专用型器件。如:各种交流电压保护器、4~200mA电流环保器、数据线保护器、同轴电缆保护器、电话机保护器等。

按封装及内部结构可分为:轴向引线二极管、双列直插TVS管阵列(适用多线保护)、贴片式、组件式和大功率模块式等。

TVS管根据环境需要,大功率TVS瞬态抑制二极管和小功率TVS二极管阵列(ESD静电抑制器)应该区分使用,那么他们有哪些区别?

1、结电容:小功率结电容可做到0.3pF以下;大功率TVS管寄结电容高达上百pF。

2、功率大小:小功率性能测试用8/20us波形;大功率TVS管性能测试用10/700us波形,大功率TVS管的功率几乎是小功率的7~10倍。

3、响应速度:小功率一般会号称为ps级,而大功率TVS管一般为<1ns或5ns。

4、封装大小:小功率一般采用SOD和DFN封装,尺寸小。大功率TVS管一般会采用SMA、SMB、SMC等封装,尺寸大。

5、工作原理:两者工作原理几乎一样,均是齐纳二极管原理;两者PN结不一样,大功率TVS管有很大的散热片。

TVS瞬态电压抑制

这里不论TV是如何产生的,比如直接或者间接的雷击,静电放电,大容量的负载投切等因素导致的浪涌.电压从几伏到几十千伏甚至更高.


ESD静电放电保护

这里的ES主要是三种模型所表述.

其中主要应用是HBM 和 MM,简单说,就是人或者设备对器件放电(静电),但是器件不能损坏.

典型的HBM CLASS 1C模型规定 一个充电1000V-2000V的100pF的电容通过一个1500欧姆的电阻对器件放电.

MM模型要比人体模型能量大一些.电容是200pF,电压大概在200-400之间,不过没有串联电阻了.

典型的人体模型放电,峰值电流小于0.75A,时间150ns

典型的机器模型放电,峰值电流小于8A,时间5ns

典型的雷击浪涌(电力线入线处使用的TVS)峰值电流3000A,时间20us


原理是一样的,但根据功率和封装来分就不一样.

ESD和TVS比较的话,要看用在那些用途上,像ESD主要是用来防静电,防静电就要求电容值低,一般是1--3.5PF之间为最好.而TVS就做不到这一点,TVS的电容值比较高.


通过分别对其进行符合IEC61000-4-2标准的+/-8KV接触放电,分析捕获的IEC应波型可以得知,TVS保护性能强过贴片压敏很多倍.

压敏电阻采用物理吸收原理,每经过一次ESD事件,材料就会受到一定物理损伤,形成永久性的漏电通道,而TVS是采用的半导体钳位原理,在经历ESD事件时,瞬间将能量传递出去,对器件本身并无影响.

他们应用的场合不同,TVS一般用于处级和次级保护,而ESD主要用于板级保护.

选择TVS一般是看器件的功率和封装,ESD器件一般看中的是它的ESD rating (HBM/MM)和IEC61000-4-2的LEVEL,高速的USB和I/O很重视它的结电容

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