浙江SMB瞬態(tài)抑制二極管電壓

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-03-30

車(chē)規(guī)級(jí)TVS與工業(yè)級(jí)TVS的區(qū)別如下:1.級(jí)別不同:元器件一般分為**,工業(yè)級(jí),民用級(jí)這三個(gè)級(jí)別,市面流通基本都是工業(yè)級(jí)民用級(jí),車(chē)規(guī)級(jí)很少用于區(qū)分級(jí)別的,大概介于工業(yè)級(jí)和**之間。2、工作溫度范圍不同:一般而言,工業(yè)級(jí)器件的工作溫度范圍為-40℃~+85℃,車(chē)規(guī)級(jí)器件則是-40℃~+125℃。3、優(yōu)勢(shì)不同:車(chē)規(guī)級(jí)器件比工業(yè)級(jí)器件有著更好的性能、更強(qiáng)的溫度適應(yīng)能力和抗干擾能力(包括抵抗溫度極限、溫差變化的能力以及其它可靠性等),車(chē)規(guī)級(jí)器件的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)在它的性能和可靠性上,而這兩者之間的主要差異就體現(xiàn)在產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)、管控以及測(cè)試環(huán)節(jié)。TVS能承受的瞬時(shí)脈沖功率可達(dá)上千瓦,其箝位響應(yīng)時(shí)間*為1ps(10^-12S)。浙江SMB瞬態(tài)抑制二極管電壓

過(guò)電應(yīng)力當(dāng)瞬態(tài)脈沖能量超過(guò)TVS所能承受能量時(shí)會(huì)引起TVS器件過(guò)電應(yīng)力損傷,特別是當(dāng)瞬態(tài)脈沖能量達(dá)到TVS所能承受能量的數(shù)倍時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致TVS器件過(guò)電應(yīng)力燒毀,失效模式表現(xiàn)為短路。過(guò)電應(yīng)力短路失效的TVS芯片在掃描電鏡下觀察。可發(fā)現(xiàn)pn結(jié)表面邊緣的熔融區(qū)域或體內(nèi)硅片的上表面和下表面的黑斑。試驗(yàn)表明,發(fā)生在結(jié)表面邊緣過(guò)電應(yīng)力短路失效通常是由持續(xù)時(shí)間極短(ns級(jí))的高能量瞬態(tài)脈沖所致,例如:EMP、ESD產(chǎn)生的脈沖:體內(nèi)過(guò)電應(yīng)力失效通常是由持續(xù)時(shí)間稍長(zhǎng)(us級(jí)以上)高能量脈沖所致,例如:電快速瞬變,雷電產(chǎn)生的脈沖。如果高能量瞬態(tài)脈沖持續(xù)時(shí)間介于ns級(jí)和μs級(jí)之間,則短路可能發(fā)生在結(jié)邊緣表面,也可能發(fā)生在體內(nèi)。浙江SMB瞬態(tài)抑制二極管電壓?jiǎn)蜗騎VS一般適用于直流電路,雙向TVS一般適用于交流電路中。

220V交流市電經(jīng)整流濾波后變?yōu)楦邏褐绷鞴┙o開(kāi)關(guān)變壓器,此高壓直流變化范圍是240V~360V,而由于變壓器漏感和引線電感的存在,關(guān)斷過(guò)電壓可以高達(dá)幾千伏,功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)難于同時(shí)承受這兩種電壓。綜合考慮可以選用VWM等于200V左右的TVS,這樣將關(guān)斷過(guò)電壓控制在300V以?xún)?nèi),加上電源電壓,功率開(kāi)關(guān)管選用耐壓為700V的管型即可。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí),由于開(kāi)關(guān)變壓器線圈漏感的存在,會(huì)產(chǎn)生極高的反電勢(shì),有可能將功率開(kāi)關(guān)管擊穿。當(dāng)在開(kāi)關(guān)變壓器一次側(cè)并接上TVS管后,可以有效地吸收電壓尖峰,保護(hù)功率開(kāi)關(guān)管的安全,降低對(duì)功率開(kāi)關(guān)管耐壓的要求。

反向擊穿性PN結(jié)加反向電壓時(shí),空間電荷區(qū)變寬,區(qū)中電場(chǎng)增強(qiáng)。反向電壓增大到一定程度時(shí),反向電流將突然增大。如果外電路不能限制電流,則電流會(huì)大到將PN結(jié)燒毀。反向電流突然增大時(shí)的電壓稱(chēng)擊穿電壓?;镜膿舸C(jī)構(gòu)有兩種,即隧道擊穿(也叫齊納擊穿)和雪崩擊穿,前者擊穿電壓小于6V,有負(fù)的溫度系數(shù),后者擊穿電壓大于6V,有正的溫度系數(shù)。雪崩擊穿:阻擋層中的載流子漂移速度隨內(nèi)部電場(chǎng)的增強(qiáng)而相應(yīng)加快到一定程度時(shí),其動(dòng)能足以把束縛在共價(jià)鍵中的價(jià)電子碰撞出來(lái),產(chǎn)生自由電子—空穴對(duì),新產(chǎn)生的載流子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,再去碰撞其它中性原子,又產(chǎn)生新的自由電子—空穴對(duì),如此連鎖反應(yīng),使阻擋層中的載流子數(shù)量急劇增加,像雪崩一樣。雪崩擊穿發(fā)生在摻雜濃度較低的PN結(jié)中,阻擋層寬,碰撞電離的機(jī)會(huì)較多,雪崩擊穿的擊穿電壓高。箝位時(shí)間TC 是TVS兩端電壓從零到**小擊穿電壓VBR 的時(shí)間。

齊納擊穿:齊納擊穿通常發(fā)生在摻雜濃度很高的PN結(jié)內(nèi)。由于摻雜濃度很高,PN結(jié)很窄,這樣即使施加較小的反向電壓(5V以下),結(jié)層中的電場(chǎng)卻很強(qiáng)(可達(dá)2.5×105V/m左右)。在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,會(huì)強(qiáng)行促使PN結(jié)內(nèi)原子的價(jià)電子從共價(jià)鍵中拉出來(lái),形成"電子一空穴對(duì)",從而產(chǎn)生大量的載流子。它們?cè)诜聪螂妷旱淖饔孟?,形成很大的反向電流,出現(xiàn)了擊穿。顯然,齊納擊穿的物理本質(zhì)是場(chǎng)致電離。采取適當(dāng)?shù)膿诫s工藝,將硅PN結(jié)的雪崩擊穿電壓可控制在8~1000V。而齊納擊穿電壓低于5V。在5~8V之間兩種擊穿可能同時(shí)發(fā)生。當(dāng)電路中通過(guò)的電流太大,可能會(huì)造成TVS炸裂,失效模式為開(kāi)路。浙江SMB瞬態(tài)抑制二極管電壓

要減少 TVS 短路失效,首先應(yīng)加強(qiáng) TVS 制造工藝過(guò)程的控制,以減少或消除 TVS 的固有缺陷。浙江SMB瞬態(tài)抑制二極管電壓

長(zhǎng)時(shí)間工作耗損對(duì)篩選合格的TVS器件進(jìn)行浪涌壽命試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)TVS器件經(jīng)過(guò)成千上萬(wàn)次標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)脈沖(所能承受的浪涌脈沖次數(shù)與質(zhì)量等級(jí)相關(guān))沖擊后失效,失效模式通常為短路。對(duì)失效樣品進(jìn)行解剖后,在掃描電鏡下觀察芯片,發(fā)現(xiàn)結(jié)邊緣發(fā)生熔融現(xiàn)象和結(jié)邊緣焊料結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,且結(jié)**邊緣處**為嚴(yán)重。失效機(jī)理可能結(jié)邊緣焊料形成金屬化合物而脆化,使管芯與底座熱沉逐漸分離,結(jié)邊緣的散熱能力降低,長(zhǎng)時(shí)間工作結(jié)溫持續(xù)增大導(dǎo)致過(guò)熱燒毀。浙江SMB瞬態(tài)抑制二極管電壓

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