Ngày nay, các thiết bị càng trở nên nhỏ lại, vì thế mà việc tích hợp nhiều chức năng và thu nhỏ các thành phần điện tử trên bo mạch là điều thiết yếu. Diodeđược sử dụng nhiều trong các hoạt động chuyển mạch, ngắt mạch dạng sóng trong thời gian ngắn, đường tuyền dữ liệu tốc độ cao và các cổng kết nối song song I/O khác. Để đáp ứng được yêu cầu về không gian trên bảng mạch kỹ thuật số, các diodetín hiệu được kết nối song song tạo thành một mảng được gọi là diode array tín hiệu nhỏ. Chúng được bao bọc trong một hộp nhựa hoặc hộp kính trong các gói dòng đơn hoặc dòng kép, có từ nhiều diodeđể cung cấp cấu hình cực âm chung hoặc cực dương chung.

Định nghĩa

TVS Diode là gì? TVS là từ viết tắt của Transient Voltage Suppression. Đây được biết đến là một thiết bị linh kiện điện tử phổ biến đang được sử dụng với chức năng chính là kiểm soát điện áp tức thời. Nhờ đó bảo vệ mạch điện trước ngưỡng bị phá hủy. DiodeTVS là linh kiện điện tử được sử dụng phổ biến để kiểm soát các điện áp tức thời ( ví dụ như sự phóng tĩnh điện ESD) để bảo vệ mạch tránh bị phá hủy. Mặc dù diode zener và diode tiêu chuẩn vẫn được sử dụng để bảo vệ tức thời. Tuy nhiên, nó được thiêt kế và điều chỉnh điện áp nên sẽ hoạt động không mạnh và đáng tin cậy như diode TVS.. Đây chính là thế mạnh của dòng TVS diode này.

Nguyên lý hoạt động

Diode TVS được thiết kế để phản ứng nhanh với quá điện áp bằng cách chuyển sang trạng thái điện trở thấp khi điện áp qua diode vượt quá ngưỡng đã định sẵn. Sự chuyển tiếp này xảy ra trong vài picosecond (trillion giây), cung cấp sự bảo vệ ngay lập tức cho các thành phần hạ lưu. Năng lượng dư thừa được hấp thụ bởi diode TVS hoặc chuyển hướng xuống đất, do đó giới hạn điện áp được đưa đến mạch được bảo vệ ở mức an toàn.

Đặc điểm

Điện áp tắt ngược TVS Diode (VR): Là loại điện áp tối đa đặt vào bộ bảo vệ nhưng không có khả năng kích hoạt thiết bị. Điện áp tắt ngược của TVS cần thỏa mãn điều kiện là không cao hơn mức điện áp đỉnh của mạch bảo vệ.

Dòng xung đỉnh TVS Diode (IPP): Là dòng điện tối đa mà thiết bị bảo vệ chịu được.

Điện áp đánh thủng (VBR): Là loại điện áp mà tại đó các diode sẽ bắt đầu bảo vệ và dẫn dòng điện. Điện áp đánh thủng thường được chỉ định ở mức 1mA.

Điện áp kẹp TVS Diode (VC): Là điện áp cao nhất mà mạch điện được bảo vệ có thể tiếp tục trong sóng thử nghiệm. Hầu hết, điện áp kẹp của TVS được cung cấp cho dạng sóng 1A hoặc là 2A có thời gian tăng 8μS.

Phân loại

Diodetriệt tiêu điện áp nhìn thoáng quá ta có thể phân chúng thành hai loại: Đơn hướng và hai chiều.

Diode triệt tiêu điện áp quá độ một chiều hoạt động như một bộ chỉnh lưu trong mạch theo hướng thuận giống như bất kỳ các diode tuyết lở khác, và diode một chiều này được chế tạo để chịu được dòng điện đỉnh rất lớn. Biểu tượng của một Diode TVS một chiều, xem hình ảnh dưới đây:

Mặt khác, một diode triệt tiêu điện áp quá độ hai chiều có thể được biểu diễn bằng hay diode tuyết lở đối nhau mắc nối tiếp vào nhau. Các diode mắc nối song song với các thiết bị hoặc mạch cần bảo vệ. Không giống với các biểu tượng, các diode này được sản xuất như một thành phần duy nhất. Biểu tượng của một diode TVS hai chiều được hiển thị trong hình ảnh dưới:

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm:

• Dễ sử dụng
• Dễ tìm kiếm và mua sắm
• Cho phản ứng nhanh
• Có thể sử dụng được cả dòng điện 1 chiều và 2 chiều
• Hiệu chỉnh điện áp giữ của TVS thấp
• TVS diode không gặp tình trạng đoản mạch

Nhược điểm:

• Tần số TVS diode bị giới hạn điện dung cao
• Khả năng xử lý nguồn thấp
• Giá của TVS diode cao hơn so với diode zener, MOVs

Các ứng dụng chính

Diode TVS cung cấp khả năng bảo vệ cho mạch điện của bạn với nhiều định mức dòng điện khác nhau và khả năng bảo vệ của chúng tăng lên theo diện tích tiếp giáp, giúp chúng dễ dàng hấp thụ dòng điện thoáng qua cao hơn. Chúng được thiết kế đặc biệt để triệt tiêu điện áp thoáng qua với các dòng điện khác nhau. Ngoài ưu điểm này, bạn cũng nên cân nhắc lựa chọn chất bán dẫn TVS để bảo vệ mạch điện phức tạp của mình.

1. Khả năng bảo vệ hệ thống mạch khỏi quá áp, quá dòng

Diode TVS hoạt động ổn định để bảo vệ mạch điện của bạn khỏi bị nóng trong quá trình hoạt động. Bằng cách giảm bất kỳ điện áp hoạt động nhất thời nào của chất bán dẫn và IC, diode giúp giảm lượng nhiệt sinh ra và kéo dài tuổi thọ của mạch. Hiện tượng quá điện áp (ví dụ: xung điện áp) có thể xảy ra khi điện áp trong mạch cao hơn phạm vi giới hạn thiết kế, dẫn đến điện áp tăng vọt và hư hỏng đáng kể cho thiết bị. Trong những trường hợp như vậy, diode TVS chủ yếu đóng vai trò bảo vệ quá áp để tránh làm hỏng các linh kiện điện tử và phóng điện.

2. Chúng được sử dụng làm kẹp điện áp để hạn chế quá điện áp thoáng qua

Diode TVS kẹp điện áp nhất thời để giảm biên độ của điện áp quá độ trong hệ thống mạch. Là một thiết bị kẹp giới hạn điện áp ở một mức cố định, diode kẹp bắt đầu kẹp ngay khi điện áp ngưỡng hiện tại tăng trên một giới hạn đã đặt. Diode Hấp thụ điện áp dư thừa để bảo vệ mạch và khi điện áp cảm ứng vượt quá điện áp đánh thủng tuyết lở, diode TVS sẽ hấp thụ năng lượng dư thừa của quá điện áp. Khi quá điện áp giảm xuống mức bình thường hoặc dưới ngưỡng điện áp đặt trước, diode sẽ trở về chế độ không dẫn điện.

3. Nâng biên độ lên mức dễ kiểm soát nhất

Các thiết bị bảo vệ phải hoạt động nhanh chóng để kiểm soát dòng điện và điện áp trong mạch. Chất bán dẫn TVS phản ứng rất nhanh với các kích thích để kiểm soát biên độ. Lý do là vì chúng là các diode thể rắn hấp thụ các tác động đột ngột hoặc thoáng qua của quá điện áp, bằng cách điều chỉnh biên độ và đưa nó về mức an toàn. Chúng cung cấp khả năng bảo vệ rộng rãi trong khu vực vận hành an toàn để cung cấp khả năng bảo vệ nhanh chống lại điện áp và dòng điện quá mức. Các diode này là một phần thiết yếu của các thiết bị bảo vệ thành phần bán dẫn cơ bản, để hạn chế biên độ và bảo vệ mạch.

Khả năng bảo vệ của mạch là rất đáng tin cậy khi ở trong các môi trường có sự hiện diện của nhiệt độ cao và sấm sét, nhưng để cải thiện điều đó, việc sử dụng TVS sẽ là hiệu quả nhất. Nó giúp ngăn chặn điện áp quá mức bằng cách giới hạn mức điện áp đầu vào của hệ thống mạch, từ đó bảo vệ mạch khỏi hư hại.

. Điều quan trọng là lựa chọn đúng diode TVS cho một ứng dụng điện nhất định. Người sử dụng hoặc kỹ sư điện cần nhận thức đúng về các chức năng khác nhau được cung cấp bởi một loại diode kiểm soát điện áp tứcthời. Lựa chọn phù hợp có thể giúp nâng cao chức năng của thiết bị bảo vệ.

Kết luận

Các bộ kiểm soát điện áp tức thời là không thể thiếu trong thiết kế điện tử hiện đại, để bảo vệ các linh kiện nhạy cảm khỏi các đột biến điện áp. Hiểu biết về các loại diode TVS khác nhau, nguyên lý hoạt động của chúng, và cách chọn loại phù hợp cho ứng dụng của bạn đảm bảo độ bền và độ tin cậy của các hệ thống điện tử. Với sự tiến bộ liên tục trong công nghệ, tầm quan trọng của việc triệt tiêu điện áp tứcthời hiệu quả sẽ ngày càng tăng, nhấn mạnh nhu cầu cần cập nhật thông tin về những phát triển mới nhất trong công nghệ TVS.

‍