快恢復(fù)二極管結(jié)構(gòu)特點

 

快恢復(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通二極管不同，它是在P型、N型硅材料中間增加了基區(qū)I，構(gòu)成P-I-N硅片。由于基區(qū)很薄，反向恢復(fù)電荷很小，不僅大大減小了trr值，還降低了瞬態(tài)正向壓降，使管子能承受很高的反向工作電壓。

 

快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時間一般為幾百納秒，正向壓降約為0.6V，正向電流是幾安培至幾千安培，反向峰值電壓可達幾百到幾千伏。超快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)電荷進一步減小，使其trr可低至幾十納秒。20A以下的快恢復(fù)及超快恢復(fù)二極管大多采用TO-220封裝形式。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，可分成單管、對管（亦稱雙管）兩種。對管內(nèi)部包含兩只快恢復(fù)二極管，根據(jù)兩只二極管接法的不同，又有共陰對管、共陽對管之分。圖2(a)是C20-04型快恢復(fù)二極管（單管）的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(b)圖和(c)圖分別是C92-02型（共陰對管）、MUR1680A型（共陽對管）超快恢復(fù)二極管的外形與構(gòu)造。它們均采用TO-220塑料封裝，幾十安的快恢復(fù)二極管一般采用TO-3P金屬殼封裝。更大容量（幾百安～幾千安）的管子則采用螺栓型或平板型封裝形式。

 

快恢復(fù)二極管注意事項（1）有些單管，共三個引腳，中間的為空腳，一般在出廠時剪掉，但也有不剪的。（2）若對管中有一只管子損壞，則可作為單管使用。（3）測正向?qū)▔航禃r，必須使用R×1檔。若用R×1k檔，因測試電流太小，遠低于管子的正常工作電流，故測出的VF值將明顯偏低。在上面例子中，如果選擇R×1k檔測量，正向電阻就等于2.2kΩ，此時n′=9格。由此計算出的VF值僅0.27V，遠低于正常值(0.6V)。

 

TVS管的四大應(yīng)用（1）TVS管在TN電源系統(tǒng)的應(yīng)用雷電過電壓波、負載開關(guān)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(shè)備內(nèi)部，造 成電氣電子設(shè)備失效、誤動作，甚至造成設(shè)備的永久性損壞，造成嚴(yán)重經(jīng)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，并對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(shè)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(wǎng)電壓降至E/I安全耐壓范圍之內(nèi)。要注意的是，MOV與TVS應(yīng)達到電壓和能量的協(xié)調(diào)與配合，AB之間的線 路長度不應(yīng)小于5 m，否則應(yīng)增加線路長度或安裝退耦器件。

（2）TVS管在網(wǎng)絡(luò)信號線路的應(yīng)用TVS管不僅可以用于電源系統(tǒng)的浪涌防護，還可以用于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(yīng)快，漏流小，幾乎對信號無損耗，可以對高速網(wǎng)絡(luò)線路提供安全、可靠的保護。

 

（3）TVS管在直流電源系統(tǒng)的應(yīng)用一臺普通PC電腦的供電電源電路，市電AC 220 V經(jīng)過變壓器降壓至AC 20 V，再經(jīng)調(diào)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(tài)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(tài)電壓 抑制器TVS2，用于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(yīng)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(yīng)用于開關(guān)電路、放大電路和穩(wěn)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。

 

 

快恢復(fù)二極管和TVS的區(qū)別快恢復(fù)二極管和tvs管不可以是兩個完全不同性質(zhì)的元件，絕對不可以互換。TVS是瞬間過壓保護元件，無法承受工頻電流，只能用在瞬間過壓保護電路中?？旎謴?fù)二極管用在高頻等電路整流濾波的地方，壓降小，速度快，發(fā)熱量也小，比如開關(guān)電源電路中等。瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）是用來消除電壓尖脈沖的，保護電路用的，比如接在數(shù)據(jù)接口用來防雷擊，電壓波動等。

 

TVS常用作電壓鉗位與穩(wěn)壓二極管一樣用，只不過其能承受的瞬間功率非常大，如1.5KE200可以承受瞬間1.5KW的功率，原理上應(yīng)該是工作于擠納擊穿；(超)快速恢復(fù)管講的是二極管工作時電子空穴的恢復(fù)快慢，一般工作于正象偏壓，經(jīng)常應(yīng)用于開關(guān)電源整流等高頻信號場合，如FR107，4148，F(xiàn)4007等都是快速恢復(fù)管(一般情況下反向恢復(fù)時間都不超過150ns；4148又叫做開關(guān)二極管，只因為它的反向恢復(fù)時間很端——只有4ns)；另在開關(guān)電源整流中還有一種最常用的，叫做“稍特基管”的二極管，此類管子不存在電子空穴的問題，也不存在反向恢復(fù)時間。

 

TVS型二極管和快恢復(fù)二極管在電路中都是用來作穩(wěn)壓用，但工作機理不同。 TVS型二極管是一種壓敏二極管，是根據(jù)它的端電壓的變化來改變它的電阻值達到穩(wěn)壓作用?？旎謴?fù)二極管是一種齊納二極管，即“雪崩”二極管，當(dāng)它的端電壓超過它的閥值時，PN結(jié)擊穿來改變它的反向電阻來達到穩(wěn)壓作用。兩者的工作機理完全不同，接法也不同，在電路中不能直接代換。