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，芯片是由半導體硅材料擴散而制成的，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PN結(jié); 雙極型瞬態(tài)二極管有兩個PN結(jié)，它們是利用現(xiàn)代半導體制作工藝在同一硅片的正反兩個面上制作出的兩個背對背的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的時間叫錨位時間tc。單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管的鉗位時間tc＜lns，雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管的鉗位時間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，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。

瞬態(tài)電壓抑制二極管當受到瞬態(tài)高壓脈沖浪涌電壓沖擊時，它能以(10負十二次方)量級的響應(yīng)速度由高阻關(guān)斷狀態(tài)躍變?yōu)榈妥鑼顟B(tài)，可吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率，將電壓鉗位(抑制)在一個預(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)時間下給出的。試驗時，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、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)時間快的特點，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器件之一。