1.穩壓二極管
正向導通電壓跟普通二級管一樣約為0.7v,反向狀態下在臨界電壓之前截止,在達到臨界電壓的條件下會處於導通的狀態,電壓也不再升高,所以用在重要元器件上,起到穩壓作用。
穩壓二極管主要利用其反向擊穿時U-I曲線很陡峭這個特性,所以它工作在反偏狀態。
穩壓二極管,英文名稱Zener diode,又叫齊納二極管。
穩壓二極管原理:
穩壓二極管的伏安特性曲線的正向特性和普通二極管差不多,反向特性是在反向電壓低於反向擊穿電壓時,反向電阻很大,反向漏電流極小。但是,當反向電壓臨近反向電壓的臨界值時,反向電流驟然增大,稱為擊穿,在這一臨界擊穿點上,反向電阻驟然降至很小值。盡管電流在很大的范圍內變化,而二極管兩端的電壓卻基本上穩定在擊穿電壓附近,從而實現了二極管的穩壓功能。
2.肖特基二極管正向導通電壓很低,只有0.4v,反向在擊穿電壓之前不會導通,起到快速反應開關的作用。
肖特基二極管正向導通時壓降比較小。
肖特基二極管用於整流,正向接入電路,有電流值很大的型號
穩壓二極管多是雪崩型,用於穩壓,反向接入電路,一般工作電流較小,適用於對穩壓精度不是很高工作電流不是很大的場合。
肖特基二極管是以其發明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基勢壘二極管(SchottkyBarrierDiode,縮寫成SBD)的簡稱。SBD不是利用P型半導體與N型半導體接觸形成PN結原理制作的,而是利用金屬與半導體接觸形成的金屬-半導體結原理制作的。因此,SBD也稱為金屬-半導體(接觸)二極管或表面勢壘二極管,它是一種熱載流子二極管。
3.TVS管
TVS(TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR)或稱瞬變電壓抑制二極管
當TVS管兩端經受瞬間的高能量沖擊時,它能以極高的速度(最高達1*10^-12秒)使其阻抗驟然降低,同時吸收一個大電流,將其兩端間的電壓箝位在一個預定的數值上,從而確保后面的電路元件免受瞬態高能量的沖擊而損壞。 TVS的反應速度比RC回路快10E-12s,可不用考慮TVS的擊穿電壓VBR,反向臨界電壓VWM,最大峰值脈沖電流IPP和最大箝位電壓VC及峰值脈沖功率PP. 選擇VWM等於或大於電路工作電壓,VC為小於保護器件的耐壓值,能測量最好(IPP),或估計出脈沖的功率,選功率較大的TVS。
如果是使用的話,TVS有二極管類,和壓敏電阻類。我個人認為壓敏電阻類更有優勢,目前廣泛用於手機,LCD模組,及一些比較精密的手持設備。特別是出口歐洲的產品一般都要加,來作為靜電防護的主要手段之一。
TVS管的四大應用:
1、TVS管在TN電源系統的應用
雷電過電壓波、負載開關等人為操作錯誤引起的過電壓容易通過供電線路侵入電氣電子設備內部,造 成電氣電子設備失效、誤動作,甚至造成設備的永久性損壞,造成嚴重經濟損失。通過在電源線路上安裝浪涌吸收裝置MOV和TVS,實施兩級保護,並對L、N 線進行共模、差模保護。具體做法是在線路的前端安裝MOV作為第一級SPD保護,泄放大部分雷電流,在線路的末端(設備前端)安裝大功率TVS管作為第二 級SPD保護,進一步削弱過電壓波幅值,將電網電壓降至E/I安全耐壓范圍之內。要注意的是,MOV與TVS應達到電壓和能量的協調與配合,AB之間的線 路長度不應小於5 m,否則應增加線路長度或安裝退耦器件。
2、TVS管在網絡信號線路的應用
TVS管不僅可以用於電源系統的浪涌防護,還可以用於信號線路的浪涌保護,采用氣體放電管GDT與TVS管組合成信號浪涌保護器,其特點是反應快,漏流小,幾乎對信號無損耗,可以對高速網絡線路提供安全、可靠的保護。
3、TVS管在直流電源系統的應用
一台普通PC電腦的供電電源電路,市電AC 220 V經過變壓器降壓至AC 20 V,再經調制整流電路,輸出DC 10 V 直流電源,接入負載。通過在變壓器輸出端安裝雙向瞬態電壓抑制器TVS1,吸收L 及N 線的瞬時沖擊脈沖電流,將電路電壓箝制在安全電壓水平,TVS1可以保護變壓器后端整流器及其他電路元器件。在整流器后的直流電源輸出端安裝單向瞬態電壓 抑制器TVS2,用於保護直流負載免受過電壓電電流沖擊。
4、TVS管在晶體管電路的應用
晶體三極管作為電流控制型器 件,是電子集成電路中的重要組成部分,可分為NPN 管和PNP 管兩類,應用於開關電路、放大電路和穩壓電路。為了使晶體管電路免受ESD/EFT(靜電放電/電快速瞬變脈沖群)等浪涌電壓的干擾,在電路的輸入 端和輸出端分別加入TVS1、TVS2進行保護。

名詞解釋:
1、最小擊穿電壓VBR: VBR是TVS最小的擊穿電壓,在25℃時,低於這個電壓TVS是不會發生雪崩的。當TVS流過規定的1mA電流(IR)時,加於TVS兩極的電壓為其最小擊穿電壓VBR。按TVS的VBR與標准值的離散程度,可把VBR分為5%和10%兩種。
2、額定反向關斷電壓VWM: VWM這是二極管在正常狀態時可承受的電壓,此電壓應大於或等於被保護電路的正常工作電壓,否則二極管會不斷截止回路電壓;但它又需要盡量與被保護回路的正常工作電壓接近,這樣才不會在TVS工作以前使整個回路面對過壓威脅。
3、最大箝位電壓VC: 當持續時間為20mS的脈沖峰值電流IPP流過TVS時,在其兩端出現的最大峰值電壓為VC。
4、電容量: 電容量是由TVS雪崩結截面決定的,是在特定的1MHz頻率下測得的。大小與TVS的電流承受能力成正比,太大將使信號衰減。因此,結電容是數據接口電路選用TVS的重要參數。
注:TVS二極管的選型 最大箝位電壓VC要小於電路允許的最大安全電壓。 截止電壓VRWM大於電路的最大工作電壓,一般可以選擇VRWM等於或者略大於電路的最大工作電壓。 額定的最大脈沖功率(TVS參數中給出) PM要大於最大瞬態浪涌功率。
如:sim卡座端的靜電保護

為了提供良好的 ESD 保護,建議添加 TVS 二極管陣列。最重要的規則是將 ESD 保護裝置放置
在靠近 SIM 卡連接器處,並確保被保護的 SIM 卡接口信號線首先通過 ESD 保護裝置,然后通
向模塊。22Ω 電阻應在模塊和 SIM 卡之間串聯連接,抑制 EMI 雜散傳輸,增強 ESD 保護。SIM
卡外圍電路應該靠近 SIM 卡連接器,將所有信號線上的旁路電容放置在 SIM 卡附近,以改善
EMI 抑制效果。
4.靜電保護二極管
在電路正常工作時,ESD保護管屬於高阻狀態,不會影響線路正常運行;當電路中出現異常過壓並達到擊穿電壓時,ESD保護器件由高阻態變為低阻態,給瞬態電流提供低阻抗導通路徑,把異常高壓箝制在一個安全范圍內,進而達到保護被保護IC或線路;同時當異常過壓消失,ESD恢復至高阻態,電路正常運行。
如:

5.TVS與ESD使用方法異同點
TVS管保護是靠擊穿,擊穿后相當於短路,一般承受電流能力大;ESD是電容放電加鉗位,過電流能力不強。
TVS的開啟電壓較高,動作時間也太慢,無法單獨滿足ESD保護的需要。
ESD主要用於板級保護,TVS一般用於初級和次級保護。
問:哪些接口需要做防雷接口?-----一般有通信的接口,網絡接口,CAN總線接口,視頻接口等等。
答:受雷擊的一般是建築物,室外設備是首先遭受,然后就是計算機網絡系統,容易受損壞的是調制解調設備,路由器,交換機,集線器,網卡,UPS等,包括監控設備,移動通信的基站,天線等設備,考慮自己的通訊接口是否是這些類型等等。
防靜電,防浪涌是兩個方向 ,前者電流小,電壓高,后者電流大電壓小,工作原理也有區別。
