過渡電圧抑制ダイオード
TVSダイオード
STマイクロエレクトロニクス Transil TVSデバイス
コンポーネントタイプ受け身
動作原理雪崩の崩壊
電子シンボル
上は単方向、下は双方向です。

過渡電圧抑制（TVS）ダイオードは、トランシル、トランソーブ、サイレクターとも呼ばれ、接続された配線に誘導される電圧スパイクから電子機器を保護するために使用される電子部品です。[ 1 ]

説明

この装置は、誘導電圧がアバランシェ降伏電位を超えた場合に、過剰な電流を分流することで動作します。これはクランプ装置であり、降伏電圧を超えるすべての過電圧を抑制します。過電圧がなくなると自動的にリセットされますが、同定格のクローバー装置よりもはるかに多くの過渡エネルギーを内部で吸収します。[ 2 ]

TVSコンポーネントの比較[ 3 ]
コンポーネントタイプ保護時間保護電圧消費電力信頼性の高いパフォーマンス予想寿命その他の考慮事項
雪崩TVS50ps3−400V低いはい長さ低消費電力。双方向通信も可能。
サイリスタTVS3ナノ秒未満30〜400Vなしはい長さ高静電容量。温度に敏感。
動画10−20ナノ秒> 300 Vなしいいえ劣化するヒューズが必要です。劣化しています。電圧レベルが高すぎます。
ガス放電管> 1μs60〜100Vなしいいえ限定サージは50〜2500回のみ。電源ラインがショートする可能性があります。
TVSダイオードアレイ

過渡電圧抑制ダイオードは、単方向性と双方向性があります。単方向性デバイスは、他のアバランシェダイオードと同様に順方向整流器として動作しますが、非常に大きなピーク電流に対応できるように製造および試験されています。

双方向過渡電圧抑制ダイオードは、互いに逆相のアバランシェダイオード2個を直列に接続し、保護対象回路に並列に接続することで表すことができます。この図式は正確ですが、物理的にはこれらのデバイスは単一の部品として製造されています。

過渡電圧抑制ダイオードは、バリスタやガス放電管といった一般的な過電圧保護部品よりも高速に過電圧に反応します。実際のクランプは約1ピコ秒で発生しますが、実際の回路では、デバイスにつながる配線のインダクタンスによってより高い制限が課せられます。そのため、過渡電圧抑制ダイオードは、非常に高速で、しばしば有害な過渡電圧からの保護に役立ちます。これらの高速過渡電圧はあらゆる配電網に存在し、雷やモーターのアーク放電など、内部または外部の事象によって引き起こされる可能性があります。

過渡電圧抑制装置は、その製品が想定している電圧や条件を超えると故障します。TVSが故障する主なモードは、ショート、オープン、そしてデバイスの劣化の3つです。[ 4 ]

TVS ダイオードは、 Vishay の商標TransZorbにちなんで、トランゾーブと呼ばれることもあります。

レールツーレールダイオード（左）と単方向TVSダイオード（右）の組み合わせ

キャラクター設定

TVSダイオードの特徴は次のとおりです。

  • 漏れ電流：印加電圧が最大逆スタンドオフ電圧を下回っているときに伝導される電流の量。[ 5 ]
  • 最大逆スタンドオフ電圧: この電圧以下では有意な導通が発生しません。
  • 破壊電圧: 特定の重要な伝導が発生する電圧。
  • クランプ電圧: デバイスが最大定格電流 (数百から数千アンペア)を流す電圧。
  • 寄生容量：非導通ダイオードはコンデンサのように動作し、高速信号を歪ませたり破損させたりする可能性があります。一般的に、寄生容量は低い方が望ましいとされています。
  • 寄生インピーダンス: 実際の過電圧スイッチングは非常に高速であるため、パッケージのインダクタンスが応答速度の制限要因となります。
  • 吸収できるエネルギー量：過渡現象は非常に短時間であるため、エネルギーはすべて最初に内部に熱として蓄えられます。ヒートシンクはその後の冷却時間に影響を与えるだけです。したがって、高エネルギーTVSは物理的に大きくなければなりません。この容量が小さすぎると、過電圧によってデバイスが破壊され、回路が保護されない可能性があります。

参照

参考文献

  1. ^ 「SPICEによるTVS保護回路の評価」（PDF） .パワーエレクトロニクス技術. 32 (1). Primedia: 44– 49. 2006.オリジナル（PDF）から2012年5月3日にアーカイブ。
  2. ^ Dai, SH; Peng, JJ; Chen, CC; Lin, CJ; King, YC (2008-09-25). 「SiGe HBT BiCMOSプロセスにおけるダイオード活性化SiGe HBTによる低容量・低電圧過渡電圧抑制回路」 . 2008年国際固体デバイス・材料会議拡張アブストラクト. 応用物理学会. doi : 10.7567/ssdm.2008.g-3-5 .
  3. ^ TVS/ツェナー理論と設計上の考慮事項
  4. ^ 「TVSデバイスの故障モードと溶断」（PDF） Vishay General Semiconductor 2007年8月13日2012年6月8日閲覧。
  5. ^ Dai, SH; Peng, JJ; Chen, CC; Lin, CJ; King, YC (2008-09-25). 「SiGe HBT BiCMOSプロセスにおけるダイオード活性化SiGe HBTによる低容量・低電圧過渡電圧抑制回路」 . 2008年国際固体デバイス・材料会議拡張アブストラクト. 応用物理学会. doi : 10.7567/ssdm.2008.g-3-5 .

さらに読む

ウィキメディア コモンズには、過渡電圧抑制ダイオードに関連するメディアがあります。

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