ТРИТОН-электронные компоненты

Поставка электронных компонентов - 718-84-05
Тритон-электронные компоненты

 

www.trt.ru

 

 




 
 

TVS-диоды – средство защиты электроники от перенапряжений

 

Оглавление:
Основные понятия
История открытия статического заряда и его происхождение
Статическое электричество вокруг нас
Возникновение перенапряжения
Методы защиты электроники от выбросов напряжения
Выбор и применение TVS-диодов
Схемы защиты аппаратуры
Сравнение элементов защиты от перенапряжений
Основные игроки на рынке защитных диодов
Маркировка и краткий перечень TVS-диодов Diotec

 

Основные понятия

Статическое электричество – явление, при котором на поверхности и в объеме диэлектриков, проводников и полупроводников возникает и накапливается свободный электрический заряд. Как правило, незаряженные атомы обладают одинаковым количеством положительных и отрицательных электронов, электрически заряженными объектами считаются, обладающие малым либо избыточным числом электронов. Взаимодействие точечных электрических зарядов описывается законом Кулона.

Статическое электричество – совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхность или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках.

Переходный процесс – в электрической цепи, явление, возникающее при переходе из одного режима работы электрической цепи в другой, отличающийся от предыдущего амплитудой, фазой, формой или частотой действующего в цепи напряжения, значениями параметров или конфигурацией цепи.


История открытия статического заряда и его происхождение

 

Закон взаимодействия электрических зарядов был открыт Шарлем Огюстен де Кулоном в 1785 году. Однако за 11 лет до открытия и формулирования его закона, Генри Кавендиш установил закономерность взаимодействия зарядов, но результаты его исследовании не были опубликованы и долгое время оставались неизвестными.

Электризация диэлектриков трением может возникнуть при соприкосновении двух разнородных веществ из-за различия атомных и молекулярных сил (из-за различия работы выхода электрона из материалов). При этом происходит перераспределение электронов (в жидкостях и газах – еще и ионов) с образованием на соприкасающихся поверхностях электрических слоев с противоположными знаками электрических зарядов. Фактически атомы и молекулы одного вещества отрывают электроны от другого вещества. Полученная разность потенциалов соприкасающихся поверхностей зависит от ряда факторов – диэлектрических свойств материалов, значения их взаимного давления при соприкосновении, влажности и температуры поверхностей этих тел, климатических условий. При последующем разделении этих тел каждое из них сохраняет свой электрический заряд, а с увеличением расстояния между ними за счет совершаемой работы по разделению зарядов, разность потенциалов возрастает и может достигнуть десятков и сотен киловольт.

Электрические разряды могут взаимно нейтрализоваться вследствие некоторой электропроводности влажного воздуха. При влажности воздуха более 85% статическое электричество практически не возникает.

Статическое электричество вокруг нас

Среда вокруг нас очень загрязнена не только пылью, химическими элементами от выбросов промышленных предприятий, но и помехами, вызванными электрическими зарядами. Электрические помехи окружающие нас вызваны атмосферными явлениями и промышленными устройствами.


Статическое электричество в природе

Электростатические явления встречаются повсюду вокруг нас. Впервые электризация жидкости при дроблении была замечена у водопадов Швейцарии в 1786 году, это явление получило название баллоэлектрического эффекта. Заряженный воздух у водопадов сообщают микроскопические капельки воды и молекулярные комплексы, которые при дроблении отрываются от водной поверхности и уносятся в окружающую среду. Эффект электризации наблюдается не только у водопадов, но и в пещерах.

Воздух у берегов морей приобретает положительный заряд, вследствие разбрызгивания соленой воды. Так же наблюдаются электрические разряды в ходе схода снежных лавин.

В результате движения атмосферных масс мы достаточно часто можем наблюдать такое явление как молния. Молния – это тот же электрический разряд, возникший в атмосфере. Это явление достаточно изучено, и в настоящей статье это явление более подробно рассматривать не будем.


Статическое электричество в технике

В технике из-за статического электричества возникают перенапряжения, вызывающие импульсы тока, что ведет зачастую к выходу из строя электроники. Методы защиты электроники от скачков и выбросов напряжения и тока мы рассмотрим позже.

Статическое электричество может быть хорошим помощником человека, если изучить его свойства и правильно их применять. В технике применяется следующий метод: мельчайшие твердые или жидкие частицы материала поступают в электрическое поле, где на их поверхность «оседают» электроны и ионы, т.е. частицы, приобретают заряд и далее движутся под действием электрического поля. В зависимости от назначения аппаратуры можно с помощью электрических полей по-разному управлять движением частиц в соответствии с необходимым технологическим процессом.

Такие технологии активно применяются в автомобиле строении, рыбной промышленности, текстильной и хлебопекарной промышленности. А так же на основе заряженных частиц построен ряд систем для очистки воздуха.


Возникновение перенапряжения

При эксплуатации электронного оборудования в его цепях возникают различные виды электрических перегрузок, наиболее опасными из которых являются перепады напряжения.

Перепад напряжения – случайные пульсации напряжения с амплитудой большей, чем рабочее напряжение в цепи. Такие перегрузки возникают в результате возникновения электромагнитных импульсов естественного происхождения (грозовые разряды), импульсов искусственного происхождения (излучение радиопередающих устройств, высоковольтных линий передач, сетей электротранспорта и др.), а так же за счет внутренних переходных процессов в оборудовании, которые возникают при отключении емкостной, индуктивной нагрузки или электростатических разрядов. Перепад может длиться от несколько наносекунд до нескольких миллисекунд.

Такие переходные процессы сокращают срок службы электронного оборудования или вовсе выводят его из строя, что усложняет жизнь разработчикам электроники, которым необходимо разрабатывать схемы защиты электронных устройств. В то время как перепады могут возникать по различным причинам наиболее распространенными и опасными являются грозовой и статический разряд.

Перепады, вызванные грозовым разрядом, характеризуются высокоэнергетическими длительными импульсами с длительностью от десятков до тысяч микросекунд. Формы импульсов определяются стандартами IEC61000-4-5 и 61643-321:

Импульс стандарта IEC61000-4-5

Импульс стандарта IEC61643-321

 

Электростатический разряд – другой наиболее распространенный перепад напряжения. Электростатический заряд возникает из-за трибоэлектрического эффекта.

Трибоэлектрический эффект – эффект при котором электрический заряд возникает из-за механического контакта двух диэлектриков. Наиболее распространенные трибоэлектрические материалы – нейлон, бумага, резина, винил, эбонит. Человеческое тело является отличным аккумулятором статического напряжения, по мере своей активной деятельности статический заряд может накапливаться на теле человека и при контакте с токопроводящим объектом происходит разряд.

Статически разряды могут достигать напряжения до 15 тысяч вольт. Форма волны разряда достигает пика в 1 наносекунду с общей продолжительностью до 60 наносекунд:

Импульс стандарта IEC 61000-4-2

Для защиты цепей электронных устройств от воздействия электрических перегрузок могут использоваться различные методы, основными из которых являются: конструкционные, структурно-фукнциональные, схемотехнические:
Конструкционные методы защиты включают в себя: рациональное расположение и монтаж компонентов, экранирование, заземление и др.
Методы структурно-функциональной защиты включают в себя: рациональный выбор принципа действия оборудования и выбор используемых стандартов передачи сигналов.
Схемотехнические способы защиты включают в себя: пассивную и активную защиту. Наиболее эффективным средством защиты оборудования от воздействия является активная защита.

Основными элементами активной защиты являются TVS-диоды (transient voltage suppressors) (или так называемые супрессоры, защитные диоды, ограничители напряжения), варисторы, TVS-тиристоры и разрядники.


Методы защиты электроники от выбросов напряжения

Методы снижения импульсных помех в цепях питания с помощью LC-, RC -фильтров, а так же экранов между обмотками сетевых трансформаторов зачастую не спасают положение. Избежать негативных последствий скачков напряжения позволяют устройства защиты, которые вводятся в состав схемы и принимают на себя удары, которые могут выводить из строя электронные устройства.

Защитные элементы должны выполнять две основные функции: отклонять перепад от цепи или фиксировать перепад напряжения ниже порога повреждения защищаемого элемента для данной ширины импульса. В дальнейшем, во время восстановления нормальной работы цепи (без явлений перепадов), защитный элемент не должен ухудшать функционирование защищаемой цепи.

Так гасящий элемент для высокоскоростных интерфейсов должен обладать достаточно быстрым временем реакции, низким защитным и рабочим напряжением и в случае портативных или ручных устройств, они должны занимать минимум рабочего пространства. Как правило, чем ближе находится элемент гасящий броски напряжения к защищаемому устройству, тем лучше могут быть его ограничивающие характеристики.

На сегодняшний день, стратегия борьбы от электростатического разряда и его последствий заключается в использовании схем защиты электронных устройств от импульсных всплесков при переходных процессах. Реализуется он с помощью установки на основной схеме элементов защиты – устройства гашения импульсов, например варисторы, полупроводниковые элементы общего назначения или специальные полупроводниковые ограничители напряжения. В течение переходного процесса ток протекает через устройство гашения импульсов, в свою очередь это ведет к снижению значения переходного напряжения в основной схеме.

Устройства гашения импульсов можно разделить на две категории: ограничители сигнала и электронные ключи. Каждый из типов устройств оптимизирован для определенных условий переходного процесса.


Электронно-ключевые устройства

На первом этапе устройства гашения импульсов электронные ключи (TVS -тиристоры) находятся в закрытом состоянии. Это состояние длится до тех пор, пока не будет подано напряжение переключения, замыкающее ключ. По сравнению с ограничителями электронные ключи способны манипулировать большими значениями токов. Недостатком электронных ключей является то, что для возврата устройства в непроводящее состояние необходимо понижать значение прямого тока до определенного уровня отключения, а так же высокая цена.


TVS -диоды

Ограничитель напряжения – это полупроводниковый диод, работающий на обратной ветви вольтамперной характеристики (ВАХ) с лавинным пробоем или на прямой ветви ВАХ.

TVS-диод предназначен для защиты от перенапряжения интегральных и гибридных схем, радиоэлектронных компонентов и др. У полупроводниковых ограничителей напряжения ВАХ аналогична ВАХ стабилитронов. В условия нормальной работы ограничители являются высокоимпедансной нагрузкой по отношению к защищаемой схеме и служат для защиты цепи. В идеале устройство выглядит как разомкнутая цепь с незначительным током утечки. Когда напряжение переходного процесса превышает рабочее напряжение цепи, импеданс ограничителя понижается, и ток переходного процесса начинает течь через ограничитель. Мощность, образовавшаяся при переходном процессе, рассеивается в пределах защитного устройства и ограничивается максимально допустимой температурой перехода.

Когда линейное напряжение достигает нормального уровня, ограничитель автоматически возвращается в высокоимпедансное состояние.

Одним из основных параметров TVS-диодов является время реакции. Время реакции на обратной ветке ВАХ (ветка лавинного пробоя) составляет несколько пикосекунд.

Поскольку реализация защиты цепей на основе защитных тиристоров достаточно трудоемка и более дорогостоящая, большее распространение получили схемы защиты на основе TVS-диодов. К сожалению, стандартная технология TVS-диодов не позволяет делать их достаточно эффективными для напряжений ниже 5 вольт. Как правило защитные диоды – это кремниевые плоскостные диоды намеренно разработанные с большой областью переходя, для того чтобы они могли справляться с высокими скачками напряжения, что делает их бесполезными для использования при низком напряжении. Их емкостное сопротивление напрямую относится к области перехода и растет экспоненциально, в то время как рабочее напряжение снижается.

Влияние емкостной нагрузки, которую создает защитный диод высокочастотному сигналу или передаче через длинную линию, приводит к значительному ухудшению или отражению сигнала. Инновационные разработки TVS-диодов последних лет включают в себя устройства защиты, обладающие низким емкостным сопротивлением. Методы защиты на их основе делятся на три группы: низкоемкостное шунтирование, защита на основе информации о скачках напряжения и низкоемкостной мост.


Низкоемкостное шунтирование


Встречно-параллельное включение
выпрямительных диодов

Этот метод имеет преимущество перед другими методами, заключающееся в том, что емкостные элементы соединены последовательно (в качестве емкостных элементов выступают компенсационный и защитный диод).

Величина эффективной емкости двух последовательно соединенных элементов всегда меньше величины емкости наименьшего из них. В таком случае TVS-диод выигрывает за счет наличия соединенного последовательно низкоемкостного компенсационного выпрямителя. Две пары защитный диод плюс выпрямитель соединенных встречно-параллельно для гарантии того, что в условиях переходного процесса компенсационный диод не перейдет в обратное смещение. Устройства, доступные сегодня, включают в себя одну или несколько пар элементов TVS + выпрямитель, в зависимости от сферы применения.

 

Конфигурация Rail-to-Rail


Встречно-параллельное включение
выпрямительных диодов

При защите высокоскоростных устройств передачи данных на основе информации о скачках напряжения используются низкоемкостные регулирующие диоды.

Между двух устройств, размещенных на линии в ряд, проведены два вывода с фиксированным напряжением – «земля» и опорное напряжение. В тот момент, когда импульс напряжения на линии превысит сумму прямого напряжения диода и опорного напряжения, диоды направят его на питающую шину или «землю».

Достоинства этого метода – низкая емкостная нагрузка, быстрое время реакции и двунаправленность (относительно опорного напряжения). Однако при использовании данного метода, необходимо учитывать следущее:
дискретные элементы обычно не рассчитаны на высокие скачки токов, связанных с электростатическим разрядом (выпрямители обладают маленькой площадью перехода и при превышении номинальной мощности могут выйти из строя),
перенаправление импульса на питающую шину может привести к повреждению компонентов источника питания. Проблему перенаправления выброса можно решить с помощью добавления TVS-диода на шину питания, для того что бы волна направлялась на землю, и фиксировать напряжение ниже уровня максимально допустимого для данного источника питания.


Низкоемкостной мост


Встречно-параллельное включение
выпрямительных диодов

Третий метод низкоемкостной защиты – мостовая конфигурация, заключается в следующем: мостовые выпрямители работают на уменьшение эффективной емкостной нагрузки, а так же направляют входящий переходный ток через TVS-диод.

Использование данного метода позволяет защитить линии передач данных, как от помех общего вида, так и от помех при дифференциальном включении. Однако применение данного метода, выполненного на дискретных компонентах не рекомендуется в силу выше перечисленных причин. Предпочтительным решением в этом случае будет применение интегрированного устройства, включающего в одном корпусе корректирующий всплески диодный мост и T VS -диод.

 

Выбор и применение TVS-диодов

Для обеспечения требуемых технических и эксплуатационных характеристик аппаратуры основную роль играет выбор и правильность применения полупроводниковых защитных диодов (супрессоров). От этого зависит надежность аппаратуры и самих диодов.

Таким образом, полупроводниковые TVS-диоды для любого устройства должны удовлетворять следующим требованиям:
технические характеристики и параметры диодов должны быть такими, что бы при отсутствии переходных процессов они не оказывали влияния на характеристики функциональных блоков и устройств в которых они используются;
уровень напряжения во время действия импульса переходного процесса в точках подключения защитных диодов должен быть как можно ближе к уровню напряжения, действующему до перегрузки;
надежность TVS-диодов должна быть выше надежности защищаемых устройств;
быстродействие супрессоров должно быть максимально возможным, для возможности обеспечения качественной защиты при больших скоростях изменения напряжения переходных процессов;
габариты и масса защитных диодов должны быть меньше габаритов и массы защищаемой аппаратуры;
параметры и характеристики TVS-диодов должны соответствовать требованиям, по устойчивости к воздействию внешних факторов, предъявляемым к аппаратуре и иметь срок службы соответствующий данному классу аппаратуры.


Схемы защиты аппаратуры

При выборе защитных диодов в первую очередь определяются параметры импульса переходного процесса, то есть амплитуду напряжения, длительность импульса и его форму. Параметры защищаемой цепи выбираются из следующих условий: активное сопротивление и/или индуктивность цепи, и характеристики напряжения действующего в цепи при отсутствии импульса переходного процесса, а так же допустимую амплитуду напряжения в цепи в момент воздействия импульса переходного процесса.

Защитный диод выбирается исходя из расчетного значения пиковой мощности PPPM с учетом длительности импульса переходного процесса tp и его формы и постоянного обратного напряжения VWM, которое должно быть равно напряжению, действующему в цепи или несколько превышать его с учетом максимального допуска.

При недостаточной мощности PPPM одного TVS-диода, соответствующей заданному требованию, защитные диоды устанавливаются последовательно, пиковая мощность установленных последовательно защитных диодов суммируется. Возможна установка неограниченного числа защитных диодов, но при этом необходимо учитывать, что разброс по напряжению пробоя VBR каждого диода не должен быть более 5%. Это требование необходимо учитывать для равномерного распределения нагрузки на последовательно соединенных элементах. При невозможности достичь требуемой пиковой мощности последовательно соединенных диодов допускается их параллельное включение. При рассмотрении схемы так же необходимо точное согласование диодов по импульсному напряжению ограничения VC, что обеспечит равномерную загруженность диодов по мощности; оно не должно отличаться более чем на 20 мВ. На практике зачастую необходимо применять смешанное соединение диодов, что вполне допустимо.

Защищаемые цепи подразделяются на цепи постоянного тока, переменного тока (симметричные или асимметричные), а так же сигнальные цепи, несущие информацию посредством одно- или двухполярных импульсных сигналов (высокой или низкой частоты); исходя из этого, необходимо выбирать требуемую схему защиты и ее элементы.


Одноуровневые схемы защиты

Защита цепей переменного тока может осуществляться путем включения двух несимметричных TVS-диодов:


Схемы защиты цепи с несимметричными TVS-диодами

Включение элементов защиты на входе и выходе трансформатора позволит снизить уровень напряжения на его выходе. При наличии в цепи переменного тока выпрямительных диодов включенных по мостовой схеме их защита может быть осуществлена одним симметричным TVS-диодом при его включении в диагональ моста:

Однако быстродействие защиты в этом случае будет определяться временем отключения выпрямительных диодов.


Для защиты цепей постоянного тока от различного рода перегрузок по напряжению используются несимметричные защитные диоды. Несимметричность TVS-диодов позволяет осуществить защиту на разных потенциальных уровнях, что характерно для цепей постоянного тока.

Пороговое напряжение этих приборов ниже уровня ограничителя и позволяет обеспечивать автоматическое отключение от цепи постоянного тока после прохождения импульса напряжения. Время их включения меньше самых быстрых переходных процессов, что также определяет предпочтительность их применения в цепях постоянного тока. Защитные диоды в таком случае должны включаться на входе каждого потребителя и выходе источника питания:


Типовая схема TVS-диодов для защиты источников питания постоянного тока
от электрических перегрузок по напряжению

Защита от перенапряжений ключевых элементов, в цепях которых имеется индуктивная нагрузка, осуществляется по следующим схемам:


а) TVS-диоды параллельны защищаемому элементу
б) параллельны нагрузке
в) комбинированно

Одной из наиболее частых причин выхода из строя электронных устройств, включающих в себя MOSFET транзисторы, является превышение допустимого значения напряжения сток-исток VDS . Так при переключении индуктивной нагрузки происходит перенапряжение, в результате которого превышается максимально допустимое напряжение VDS MOSFET транзистора, что вызывает лавинный пробой полупроводника и разрушение транзистора. Одним из методов защиты MOSFET является схема включения защитного диода между стоком и истоком.

Переходные процессы в затворе MOSFET транзистора часто происходят из-за разрядов электростатического электричества (ESD). Установка супрессора между затвором и истоком позволит защитить транзистор от входных переходных процессов. В таком случае рекомендуется устанавливать защитный диод со значением обратного напряжения, превышающим входное напряжение MOSFET транзистора.

 

Цепи передачи данных и высокочастотные цепи также могут быть защищены с помощью TVS-диодов. Для защиты цепей с однополярными сигналами может быть использована схема включения несимметричных TVS-диодов:

Защитные диоды включаются в каждую сигнальную цепь передачи данных. При наличии в цепи двухполярных сигналов, вместо, несимметричных защитных диодов используются симметричные TVS-диоды.

Защита портов USB может быть реализована на диодной сборке серии PRTR5V0U2X (NXP), обладающей низкой емкостью и высокой скоростью реакции, в корпусе SOT-4. Диодная сборка позволяет обеспечить защиту двух высокоскоростных шин без потерь сигнала:


Особую роль играют схемы защиты в автомобильной электронике. На схеме ниже приведена схема защиты для автомобильной системы передачи данных, построенной на высокоскоростном CAN-трансивере серии TJA1042. В качестве элемента защитной схемы применена диодная сборка серии PESD1CAN обеспечивающая защиту двух линий. Сборка, выполненная в корпусе SOT23, разработанна компанией NXP для применения в автомобильной электронике.

Аналогичную схему защиты можно применять и для LIN шин, например, с использованием диодной сборки в корпусе SOD323 серии PESD1LIN. Асимметричная конструкция диода позволяет максимально эффективно защитить электронику автомобиля. Для защиты высокоскоростной автомобильной шины стандарта FlexRay компания NXP рекомендует применять защитные диоды серии PESD1FLEX выполненных в маленьком корпусе для SMD монтажа SOT23.

В цепях высокой частоты рекомендуется использовать супрессоры с маленькой емкостью, а для уменьшения емкости, как уже отмечалось ранее, последовательно включается импульсные диоды с малой емкостью (диоды с барьером Шоттки), как показано на примере защиты схемы симметричных линий связи (а и б):

 

Многоуровневые схемы защиты

Многоуровневые схемы защиты используются в том случае, когда величина энергии защитного диода превышает установленный для него допустимый уровень. Типичным примером использования многоуровневой защиты является двухступенчатая защита в симметричных линиях связи, где TVS-диоды включают в каждую цепь линии симметрично относительно общей шины заземления, как показано на рисунке (а и б), для случаев защиты низкочастотных и высокочастотных цепей:

Время прохождения импульса тока через TVS-диоды равно времени запаздывания пробоя разрядников, которое не превышает 0,5-1 мкс, поэтому поглощаемая диодом энергия не велика, и основная доля энергии напряжения поглощается разрядником. При наличии второй ступени защиты в цепь должен быть включен дополнительно ограничивающий резистор.

 

Сравнение элементов защиты от перенапряжений

Как отмечалось ранее, основными элементами активной защиты являются, TVS-диоды (transient voltage suppressors), варисторы, TVS-тиристоры, разрядники и др.

Сравним их функциональные характеристики для применения в схемах защиты от перенапряжений:

Защитный элемент

Преимущества

Недостатки

Варианты использования

Разрядник

Высокое значение допустимого тока. Низкая емкость. Высокое сопротивление изоляции.

Высокое напряжение возникновения разряда. Малый срок службы. Низкая надежность. Значительное время срабатывания. Шунтирование защищаемой цепи после прохождения импульса. Высокая цена.

Первичная защита телекоммуникационных и силовых цепей. Первая ступень комбинированной защиты.

Варистор

Высокое значение допустимого тока. Низкая цена. Широкий диапазон рабочих токов и напряжений.

Ограниченный срок службы. Высокое напряжение ограничения. Большая собственная емкость. Проблема SMD монтажа.

Вторичная защита. Защита силовых цепей и автомобильной электроники. Защита электронных компонентов печатной платы. Первая и вторая ступень комбинированной защиты.

TVS-тиристор

Не подвержен деградации. Высокое быстродействие. Высокий управляющий ток.

Ограниченный диапазон рабочих напряжений. Шунтирование защищаемой цепи. Необходимость понижения значения прямого тока для возврата устройства в непроводящее состояние. Высокая цена.

Первичная и вторичная защита в телекоммуникационных цепях

TVS-диод

Низкие уровни напряжения ограничения. Высокая долговечность и надежность. Широкий диапазон рабочих напряжений. Высокое быстродействие. Низкая собственная емкость. Удобные корпуса для SMD монтажа. Низкая стоимость.

Низкое значение номинального импульсного тока.

Оптимален для защиты полупроводниковых компонентов на печатной плате. Вторичная защита. Защита от электростатического разряда и переходных процессов. Оконечная ступень в комбинированных защитных устройствах.

 

Основные игроки на рынке защитных диодов

На рынке производителей защитных полупроводниковых электронных компонентов есть ряд основных игроков, такие как Vishay, NXP, STMicroelectronics , Diotec , Fairchild и др.

Одним из игроков на рынке производства электронных компонентов для силовой электроники является компания Vishay. Компания за счет приобретения ряда производителей или их подразделений по производству полупроводниковых элементов таких как Siliconix, Telefunken , Infineon , General Semiconductor , Dale , Draloric , Sprague , Vitramon , Sfernice , BCcomponents , Beyschlag, росла и развивала направления своей продукции.

STMicroelectronics – одна из крупнейших компаний производящая полупроводниковые компоненты , образованная в результате слияния двух компаний по производству микроэлектроники : итальянской Societa и Generale Semiconduttori (SGS) Microelettronica и французской Thomson Semiconducteurs . На момент слияния компания называлась SGS-Thomson, а затем преобразована в тот вид, в котором сейчас выступает на рынке электронных компонентов.

Infineon , немецкая компания, образовавшаяся путем выделения в самостоятельную компанию подразделения корпорации Siemens, заняла свою нишу на рынке силовых электронных компонентов.

Fairchild – американская компания до недавнего времени принадлежавшая компании National Semiconductor, и в 1997 году ставшая самостоятельным предприятием со штаб-квартирой в штате МЭН.

ON - Semiconductors – еще один американский производитель электронных компонентов. Штаб-квартира компании находится в городе Феникс (штат Аризона) была выделена из компании Motorola в августе 1999 года.

Так же на Российском рынке электронных компонентов распространены электронные компоненты различных Восточных производителей с сомнительным качеством выпускаемой продукции, например Diodes , DC Components, Pan Jit и другие.

Компания NXP Semiconductors – одна из ведущих компаний по производству полупроводниковых компонентов, основанная компанией Philips Semiconductors , и выделена в самостоятельную компанию в 2006 году имеет более 50 заводов по всему миру. В продукции выпускаемой компанией NXP можно найти практически все полупроводниковые компоненты от диодов, транзисторов общего назначения и MOSFET транзисторов, одну из наибольших линеек микроконтроллеров (более 300), микросхем для бесконтактных охранных систем (HITAG, MIFARE, I-CODE, UCODE, NFC) и заканчивая мультимедийными микросхемами аудио и видео кодеров и декодеров, и Hi-END процессором Nexperia.

В сочетании с передовыми технологиями и европейским подходом к организации производства продукция компании NXP позволяет применять ее в различных отраслях электроники, где предъявляются повышенные требования к надежности аппаратуры.

В портфолио компании NXP насчитывается около 300 наименований защитных диодов. TVS -диоды выпускаются в различных модификациях исполнения и вариантах корпусов, от простых SOT23, до 20-выводных SOIC. В таблице перечислены некоторые линейки защитных диодов и их краткие характеристики:

Защитные диоды NXP

Наименование

Упаковка

I RM макс (мА)

Число линий защиты

P имп (Вт)

V тип (В)

V обр (В)

BZA100

SO20

2

18

-

6,8

5,25

BZA408B

SC-74

0,1

4

-

5,5

5

BZA820A

SC-88A

0,1

4

-

20

15

BZA956A

SO5

1

4

-

5,6

3

BZA956AVL

SO5

0,2

4

-

5,6

3

MMBZ12VAL

TO-236AB

0,005

1

40

12

8,5

PESD12VL1BA

SOD323

0,05

1

200

15,9

12

PESD1CAN

SOT23

0,05

2

200

27,8

24

PESD1FLEX

SOT23

50

-

200

27,8

24

PESD1LIN

SOD323

0,05

1

160

27,8

24

PESD24VL1BA

SOD323

0,05

1

200

27,8

24

PESD2CAN

SOT23

10

2

230

28

24

PESD3V3L1BA

SOD323

2

1

500

6,4

3,3

PESD5V0L1BA

SOD323

1

1

500

7,6

5

PESD5Z12

SOD523

10

-

200

-

12

PRTR5V0U1T

SOT23

0,1

1

-

-

3

PTVS10VS1UR

SOD123

0 , 6

-

400

18

3,3


Еще одним из ведущих производителей полупроводниковых элементов является компания Diotec. Компания Diotec Semiconductor AG (Diotec) – была образована в 1973 году в городе Хайтерсхайм (Германия). На сегодняшний день компания является ведущим производителем стандартных и силовых полупроводниковых диодов и выпрямителей. Благодаря применению собственной уникальной технологии Plasma EPOS, не имеющей аналогов в мире, обеспечивающей высокое качество производимой продукции.

В сочетании с передовыми технологиями и немецким подходом к организации производства продукция Diotec позволяет применять ее в различных отраслях электроники, где предъявляются повышенные требования к надежности.

Одной из наиболее сильных и многочисленных линеек продукции Diotec являются TVS-диоды ( transient voltage suppressors ) в этой линейке насчитывается более 1500 наименований, в таблице приведены некоторые линейки защитных диодов и их краткие характеристики:

TVS-диоды Diotec

P/N

Корпус

Импульсная мощность макс

Напряжение стабилизации

Обратный ток макс

Напряжение пробоя

P PPM Вт

VWM В

ID @ VWM мА

VBRмин В

VBRмакс В

@ IT мА

1.5KE10

D5,4x7,5

1500

8,1

10

9

11

1

1.5KE100

D5,4x7,5

1500

81

5

90

110

1

1.5KE100A

D5,4x7,5

1500

85,5

5

95

105

1

1.5KE100C

D5,4x7,5

1500

81

5

90

110

1

1.5KE100CA

D5,4x7,5

1500

85,5

5

95

105

1

1.5KE10A

D5,4x7,5

1500

8,5

10

9,5

10,5

1

1.5KE10C

D5,4x7,5

1500

8,1

10

9

11

1

1.5KE10CA

D5,4x7,5

1500

8,5

10

9,5

10,5

1

1.5SMCJ10

SMC

1500

10

5

11,1

13,5

1

1.5SMCJ100

SMC

1500

100

5

111

135

1

1.5SMCJ100A

SMC

1500

100

5

111

123

1

1.5SMCJ100C

SMC

1500

100

5

111

135

1

1.5SMCJ100CA

SMC

1500

100

5

111

123

1

1.5SMCJ10A

SMC

1500

10

5

11,1

12,3

1

1.5SMCJ10C

SMC

1500

10

5

11,1

13,5

1

1.5SMCJ10CA

SMC

1500

10

5

11,1

12,3

1

5KP10

D8x7,5

5000

10

10

11,1

14,1

1

5KP100

D8x7,5

5000

100

10

111

141

1

5KP100A

D8x7,5

5000

100

10

111

128

1

5KP100C

D8x7,5

5000

100

10

111

141

1

5KP100CA

D8x7,5

5000

100

10

111

128

1

5KP10A

D8x7,5

5000

10

10

11,1

12,8

1

5KP10C

D8x7,5

5000

10

10

11,1

14,1

1

5KP10CA

D8x7,5

5000

10

10

11,1

12,8

1

BYZ35A22

D13x10,7

-

-

-

19,8

24,2

100

BYZ50A22

D13x10,7

-

-

-

19,8

24,2

100

BZW04-10

DO-15

400

10,2

5

11,4

12,6

1

BZW04-102

DO-15

400

102

5

114

126

1

BZW04-102B

DO-15

400

102

5

114

126

1

BZW04-10B

DO-15

400

10,2

5

11,4

12,6

1

BZW06-10

DO-15

600

10,2

5

11,4

12,6

1

BZW06-102

DO-15

600

102

5

114

126

1

BZW06-102B

DO-15

600

102

5

114

126

1

BZW06-10B

DO-15

600

10,2

5

11,4

12,6

1

P4KE10

DO-15

400

8,1

10

9

11

1

P4KE100

DO-15

400

81

5

90

110

1

P4KE100A

DO-15

400

85,5

5

95

105

1

P4KE100C

DO-15

400

81

5

90

110

1

P4KE100CA

DO-15

400

85,5

5

95

105

1

P4KE10A

DO-15

400

8,5

10

9,5

10,5

1

P4KE10C

DO-15

400

8,1

10

9

11

1

P4KE10CA

DO-15

400

8,5

10

9,5

10,5

1

P4SMAJ10

SMA

400

10

5

11,1

13,5

1

P4SMAJ100

SMA

400

100

5

111

135

1

P4SMAJ100A

SMA

400

100

5

111

123

1

P4SMAJ100C

SMA

400

100

5

111

135

1

P4SMAJ100CA

SMA

400

100

5

111

123

1

P4SMAJ10A

SMA

400

10

5

11,1

12,3

1

P4SMAJ10C

SMA

400

10

5

11,1

13,5

1

P4SMAJ10CA

SMA

400

10

5

11,1

12,3

1

P6KE10

DO-15

600

8,1

10

9

11

1

P6KE100

DO-15

600

81

5

90

110

1

P6KE100A

DO-15

600

85,5

5

95

105

1

P6KE100C

DO-15

600

81

5

90

110

1

P6KE100CA

DO-15

600

85,5

5

95

105

1

P6KE10A

DO-15

600

8,5

10

9,5

10,5

1

P6KE10C

DO-15

600

8,1

10

9

11

1

P6KE10CA

DO-15

600

8,5

10

9,5

10,5

1

P6SMBJ10

SMB

600

10

5

11,1

13,5

1

P6SMBJ100

SMB

600

100

5

111

135

1

P6SMBJ100A

SMB

600

100

5

111

123

1

P6SMBJ100C

SMB

600

100

5

111

135

1

P6SMBJ100CA

SMB

600

100

5

111

123

1

P6SMBJ10A

SMB

600

10

5

11,1

12,3

1

P6SMBJ10C

SMB

600

10

5

11,1

13,5

1

P6SMBJ10CA

SMB

600

10

5

11,1

12,3

1

SDA2AK

DO-213

300

0,5

1000

0,8

1

1

SDA4AK

DO-213

300

1

1000

1,6

2

1

TGL34-10

DO-213

150

8,1

10

9

11

1

TGL34-100

DO-213

150

81

5

90

110

1

TGL34-100A

DO-213

150

85,5

5

95

105

1

TGL34-100C

DO-213

150

81

5

90

110

1

TGL34-100CA

DO-213

150

85,5

5

95

105

1

TGL34-10A

DO-213

150

8,5

10

9,5

10,5

1

TGL34-10C

DO-213

150

8,1

10

9

11

1

TGL34-10CA

DO-213

150

8,5

10

9,5

10,5

1

TGL41-10

DO-213

400

8,1

10

9

11

1

TGL41-100

DO-213

400

81

5

90

110

1

TGL41-100A

DO-213

400

85,5

5

95

105

1

TGL41-100C

DO-213

400

81

5

90

110

1

TGL41-100CA

DO-213

400

85,5

5

95

105

1

TGL41-10A

DO-213

400

8,5

10

9,5

10,5

1

TGL41-10C

DO-213

400

8,1

10

9

11

1

TGL41-10CA

DO-213

400

8,5

10

9,5

10,5

1


Маркировка и краткий перечень TVS-диодов Diotec

Маркировка TVS-диодов Diotec основано на различных системах обозначения:

Обозначение, основанное на напряжении пробоя VBR:
P4KE …, P6KE…, 1.5KE…, BYZ35…, BYZ50…, TGL34…, TGL41…, SDA2AK , SDA4AK , наименование таких позиции основано на номинальном напряжении пробоя. Номинальное напряжение допускается ±5% или ±10%, в дополнение к этому Diotec устанавливает максимальное значение напряжения стабилизации для каждого типа.

Обозначение, основанное на напряжении стабилизации VWM:
BZW04…, BZW06…, 5KP …, P4AMAJ …, P6SMBJ …, 1.5SMCJ …, наименование таких позиции основано на максимальном значении напряжения стабилизации. Соответствующее напряжение пробоя так же определяется спецификацией, но не номинальной величиной, а минимальным значением.

Выводные TVS-диоды Diotec

Корпус

Тип

Опорное напряжение

Пиковое значение мощности PPPM Вт

VBR/VWM В

400

600

1500

5000

10000

DO-15

BZW04-5V8… BZW04-376B

5,8-376

         

P4KE6.8…P4KE440CA

6,8-440

         

BZW06-5V8… BZW06-376B

5,8-376

         

P6KE6.8…P6KE440CA

6,8-440

         

DO-201

1.5KE6.8…1.5KE440CA

6,8-440

         

P600

5KP5.0…5KP110A

5,0-110

         

Press-Fit

BYZ35A22…BYZ35A37

BYZ35K22…BYZ35K37

22-37

BYZ50A22…BYZ50A37

BYZ50K22…BYZ50K37

22-37

         

 

SMD TVS-диоды Diotec

Корпус

Тип

Опорное напряжение

Пиковое значение мощности PPPM Вт

VBR/VWM В

150

300

400

600

1500

SOD-80
MiniMELF

TGL34-6.8…TGL34-200CA

6,8-200

         

SOD-80
MiniMELF

SDA2AK, SDA4AK

1, 2

         

TGL41-6.8…TGL41-200CA

6,8-200

         

SMA
DO-214AC

P4SMAJ6.5…P4SMAJ170CA

6,5-170

         

SMB
DO-214AA

P6SMAJ6.5…P6SMAJ170CA

6,5-170

         

SMC
DO-214AB

1.5SMCJ6.5…1.5SMCJ170CA

6,5-170

         

При выборе схем защиты электронных устройств следует учитывать некоторые рекомендации, описанные выше. Одной из важных составляющих при защите электронных устройств является качество элементов. Установленный некачественный защитный элемент может повлиять на функциональность дорогой аппаратуры, или вовсе вывести ее из строя. При выборе защитных элементов не стоит руководствоваться только ценой, и закупать электронные компоненты сомнительных и неизвестных или малоизвестных компаний, а руководствоваться качеством приобретаемых элементов и приобретать у официальных представителей компаний производителей.

 

Примеры аналогов TVS-диодов различных производителей

Тип

Производитель

Макс VWM, В

Мин VBR, В

VC, В

IPPM, А

P6SMBJ8.5A

Diotec

8,5

9,4

14,4

41,7

P6SMB10A

ON - Semiconductors

8,55

9,5

14,5

41

SMBJ8.5A

Microsemi

8,5

9,44

14,4

41,7

SM6T10A

STMicroelectronics

8,55

9,5

14,5

41

 

 

 

 

 

Daname.DesignLab
(495) 668-26-46                 © Тритон-электронные компоненты 2005                triton@trt.ru