瞬態(tài)電壓抑制二極管的結(jié)構(gòu)及特性

瞬態(tài)電壓抑制二極管通常采用二極管式的軸向引線封裝，如圖所示。它的最基本核心單元為芯片，芯片是由半導(dǎo)體硅材料擴(kuò)散而制成的，芯片有單極型和雙極型兩種結(jié)構(gòu)。

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單極型瞬態(tài)二極管有一個(gè)PN結(jié); 雙極型瞬態(tài)二極管有兩個(gè)PN結(jié)，它們是利用現(xiàn)代半導(dǎo)體制作工藝在同一硅片的正反兩個(gè)面上制作出的兩個(gè)背對背的PN結(jié)。瞬態(tài)電壓抑制二極管芯片的PN結(jié)經(jīng)過玻璃純化保護(hù)由引線引出，再由改性環(huán)氧樹脂封裝而成。

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上圖給出了瞬態(tài)電壓抑制二極管的伏安特性曲線。圖(a)所示為單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管的伏安特性曲線，從圖中可以看出，其正向特性與普通二極管相同，反向特性為曲型的PN結(jié)雪崩擊穿特性。在瞬態(tài)脈沖電壓作用下，流過瞬態(tài)電壓抑制二極管的電流，由原來的反向漏電流ID上升到擊穿電流IR，其兩端電壓則由反向關(guān)斷電壓VMN上升到擊穿電壓VBR，此時(shí)瞬態(tài)電壓抑制二極管反向擊穿。隨著峰值脈沖電流的增大，通過的電流立即達(dá)到峰值脈沖電流IPP，但瞬態(tài)電壓抑制二極管兩端的電壓被鉗位于最大鉗位電壓Vc,Vc又叫二極管的最大抑制電壓。二極管從零到最小擊穿電壓VBR的時(shí)間叫錨位時(shí)間tc。單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管的鉗位時(shí)間tc＜lns，雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管的鉗位時(shí)間tc＜10×S根據(jù)上述特性，瞬態(tài)電壓抑制二極管在電路中有浪涌電壓產(chǎn)生時(shí)，可將高壓脈沖限制在安全范圍內(nèi)，而使瞬間大電流旁路，起到對電路過壓保護(hù)的作用。雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管的伏安特性曲線是對稱的，它可用于雙向過壓保護(hù)。

瞬態(tài)電壓抑制二極管當(dāng)受到瞬態(tài)高壓脈沖浪涌電壓沖擊時(shí)，它能以(10負(fù)十二次方)量級的響應(yīng)速度由高阻關(guān)斷狀態(tài)躍變?yōu)榈妥鑼?dǎo)通狀態(tài)，可吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，將電壓鉗位(抑制)在一個(gè)預(yù)定值。應(yīng)指出的是，瞬態(tài)電壓抑制二極管的最大峰值脈沖功率Pm是在規(guī)定的脈沖波形及持續(xù)時(shí)間下給出的。試驗(yàn)時(shí)，脈沖重復(fù)率規(guī)定為0·01%。因此，瞬態(tài)電壓抑制二極管只能承受不連續(xù)的瞬態(tài)脈沖，如果電路中出現(xiàn)連續(xù)的高壓脈沖，脈沖功率的積累有可能導(dǎo)致其損壞。

瞬態(tài)電壓抑制二極管具有體積小、峰值功率大、抗浪涌電壓能力強(qiáng)、擊穿電壓特性曲線好、齊納阻抗低、反向漏電流小以及響應(yīng)時(shí)間快的特點(diǎn)，適合在惡劣環(huán)境條件下工作，是目前比較理想的防雷擊、防靜電、防過壓和抗干擾的保護(hù)器件之一。