半导体放电管TSS的特性参数及选型

半导体放电管TSS特性参数与选型应用
本文介绍了半导体放电管TSS的主要特性参数,如断态电压、击穿电压、峰值脉冲电流等,并强调了在选型时需确保Vdrw大于电路上的工作电压。此外,还探讨了TSS在串口信号浪涌保护中的应用,如RS485保护,并提及了LM61089B在电话线路过电压保护中的作用,以及在网口防雷方案中的经济解决方案。

什么是防雷器件?顾名思义,防雷器件就是用于在雷击浪涌的过电压过电流的情况下为电路以及各类电力电气设备提供防护。防雷器件正常工作时,防雷器件是断开的;当雷击浪涌来的时候,防雷器件导通,将浪涌电流泄放到大地,从而保护了电子设备免受浪涌冲击损坏。市场中常见的防雷器件有以下几种:、陶瓷气体放电管和玻璃放电管(强效放电管),如何在市场中众多的防护器件中选择出防护等级最佳、最适用于防护方案的防雷器件呢?

今天雷卯电子先讲讲TSS 半导体放电管

TSS参数介绍

首先要掌握各类电子保护器件的工作原理、特性参数以及选型标准。就以半导体放电管的选型为例,介绍一下怎么选型?

半导体放电管特性参数:

①断态电压VRM与漏电流IRM:断态电压VRM表示半导体过压保护器不导通的最高电压,在这个电压下只有很小的漏电流IRM。

②击穿电压VBR:通过规定的测试电流IR(一般为1mA)时的电压,这是表示半导体过压保护器开始导通的标志电压。

③转折电压VBO与转折电流IBO:当电压升高达到转折电压VBO时,半导体过压保护器完全导通,呈现很小的阻抗,两端电压VT立即下降到一个很低的数值(一般为5V左右)。

④峰值脉冲电流IPP:半导体过压保护器能承受的最大脉冲电流。这个值越大抗冲击能力越强,越好。

⑤维持电流IH:半导体过压保护器继续保持导通状态的最小电流。 一旦流过它的电流小于维持电流IH,它就恢复到截止状态。

⑥静态电容C:半导体过压保护器在静态时的电容值。这个值也是越小越好。

### TSS半导体放电管的技术参数、工作原理及应用场景 #### 技术参数 TSS(Tunneling Schottky Switch)半导体放电管是一种高性能的瞬态电压抑制器件,其技术参数主要包括以下几个方面: - **击穿电压(Breakdown Voltage, Vbr)**:这是TSS管开始导通的临界电压值。当两端电压超过此值时,TSS管进入导通状态[^3]。 - **直流放电电压(DC Discharge Voltage, Ufdc)**:在正常运行条件下,TSS管的直流放电电压应满足特定条件以避免误触发。例如,在普通交流线路上,直流放电电压最小值需满足公式 \( \text{min}(U_{fdc}) \geq 1.8U_P \) 或 \( \text{min}(U_{fdc}) \geq 1.25 \times 1.15U_P \),其中 \( U_P \) 为线路正常运行电压的峰值[^5]。 - **响应时间(Response Time)**:TSS管的响应速度通常在纳秒级别,略低于TVS管但足以应对大多数瞬态过电压事件。 - **最大箝位电压(Maximum Clamping Voltage, Vc)**:这是TSS管在导通状态下能够维持的最大电压值,直接影响保护效果[^3]。 - **浪涌电流能力(Surge Current Capability, Ipp)**:TSS管能够承受的最大瞬态电流值,通常用于衡量其抗浪涌能力[^4]。 #### 工作原理 TSS半导体放电管的工作原理基于肖特基势垒和隧道效应的结合。具体来说,当TSS管两端的电压超过其击穿电压时,内部的肖特基结发生雪崩击穿,导致大量载流子通过隧道效应快速流动,从而使器件进入低阻态,等效于短路状态。此时,TSS管两端的电压被箝位在一个较低的水平,从而保护后续电路免受过电压损害。一旦过电流降至临界值以下,TSS管恢复到高阻态,恢复正常工作状态[^1]。 #### 应用场景 TSS半导体放电管因其优异的性能,在多个领域中得到了广泛应用: - **电力电子系统**:用于保护电源模块、变频器等设备免受雷击、感应浪涌等瞬态过电压的影响[^2]。 - **通信设备**:在电话线路、光纤通信接口等场合中,TSS管可以有效抑制信号线上的瞬态干扰,确保通信质量[^4]。 - **工业自动化**:在工业控制系统中,TSS管常被用作输入/输出端口的保护元件,防止外部干扰对核心控制器造成损害。 - **消费电子产品**:如电视、音响等家用电器中,TSS管可用于保护敏感电路,提高产品的可靠性和安全性。 ```python # 示例代码:模拟TSS管的基本保护功能 def tss_protection(voltage, v_breakdown=30, v_clamp=5): if voltage > v_breakdown: return v_clamp # 箝位电压 else: return voltage # 正常工作状态 # 测试 input_voltage = 40 # 输入电压超过击穿电压 output_voltage = tss_protection(input_voltage) print(f"Output Voltage: {output_voltage}V") # 输出箝位电压 ```
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