電子元器件失效-TVS二極管篇

在電子電路中如今常用的保護器件有：穩壓二極管、瞬態電壓抑制TVS管、ESD放電二極管、半導體放電管等先進的新型電子元器件。保護元器件，主要保護電子電路中的精密器件免受過壓、過流、浪涌、電磁等干擾情況下不受破壞，任何領域都要運用到他們，使用范圍極其廣泛。

其中TVS管是一種常見的浪涌抑制器件，它具有響應時間快、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓精準，鉗位電壓容易控制等多個優點。其工作原理為，當高能量沖擊時，TVS能在很快的時間（10-12S）內由高阻抗變成低阻抗，從而吸收剎那間的大電流，然后把它倆端電壓鉗位在預定的值，起到保護后級電路的作用。根據其原理，TVS可用于維護設備或電路免受靜電、電理性負載切換時產生的瞬變電壓、及感應雷產生的過電壓。

單向TVS管特性曲線 抑制原理圖

TVS管的通流容量在限壓型浪涌保護器中是最小的，一般用于末級的保護。如用于電源的防雷電路中時，一般還需要與壓敏電阻或氣體放電管等通流容量大的器件配合使用。

TVS瞬態抑制二極管失效模式：

1：當瞬態脈沖能量大于TVS所能承受能量時會引起TVS器件過電應力損傷，特別是當瞬態能量遠遠超出TVS所能承受的數倍時會直接導致TVS過電應力燒毀。失效模式為短路。

2：當電路中通過的電流太大，可能會造成TVS炸裂，失效模式為開路。這種情況通常為設計時考慮不周全，TVS通流量過小造成的。

3：電性能退化 當TVS經過成千上萬次的標準脈沖沖擊后失效，失效模式為短路。這種模式因長時間工作結溫持續增大導致（器件內部結構變化、散熱能力下降）過熱燒毀。

結論：

在TVS實際使用中，TVS短路失效可能是各種因素綜合作用的結果。建議：首先做到TVS的正確選型與安裝，最好對TVS進行降額使用，這樣可使TVS承受的功率較小，使用可靠性大大增加。此外，為使TVS發生短路失效時對被保護電子設備的影響降到最低，通常可在TVS前串接一條與之匹配的保險絲/自恢復保險絲PPTC。

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