引發TVS短路的**典型的原因是管芯與內引線組件、底座銅片燒結不良,在燒結界面出現大面積空洞,空洞可能是由于焊料不均勻或粘結界面各層材料玷污、氧化使焊料沾潤不良,造成燒焊時焊料與芯片或金屬電極沒有良好的熔合焊接引起的。空洞面積較大時,電流在燒結點附近匯聚,管芯散熱困難,造成熱電應力集中,產生局部熱點,嚴重時引起熱奔,使器件燒毀。對這些燒毀的器件。進行解剖分析,可以看到有芯片局部較深的熔融:空洞面積較小時,可加速焊料熱疲勞,使焊料層會產生疲勞龜裂,引起器件熱阻增大,**終導致器件。過熱燒毀。TVS是一種二極管形式的高效能保護器件。上海400W瞬態抑制二極管失效
長時間工作耗損對篩選合格的TVS器件進行浪涌壽命試驗,發現TVS器件經過成千上萬次標準指數脈沖(所能承受的浪涌脈沖次數與質量等級相關)沖擊后失效,失效模式通常為短路。對失效樣品進行解剖后,在掃描電鏡下觀察芯片,發現結邊緣發生熔融現象和結邊緣焊料結構發生了變化,且結**邊緣處**為嚴重。失效機理可能結邊緣焊料形成金屬化合物而脆化,使管芯與底座熱沉逐漸分離,結邊緣的散熱能力降低,長時間工作結溫持續增大導致過熱燒毀。河南200W瞬態抑制二極管封裝SMB/DO-214AA封裝的TVS有SMBJ、P6SMB、1.0SMB系列等。
熱電擊穿:當pn結施加反向電壓時,流過pn結的反向電流要引起熱損耗。反向電壓逐漸增大時,對于一定的反向電流所損耗的功率也增大,這將產生大量熱量。如果沒有良好的散熱條件使這些熱能及時傳遞出去,則將引起結溫上升。這種由于熱不穩定性引起的擊穿,稱為熱電擊穿。擊穿電壓的溫度特性:溫度升高后,晶格振動加劇,致使載流子運動的平均自由路程縮短,碰撞前動能減小,必須加大反向電壓才能發生雪崩擊穿具有正的溫度系數,但溫度升高,共價鍵中的價電子能量狀態高,從而齊納擊穿電壓隨溫度升高而降低,具有負的溫度系數。
要減少TVS短路失效,首先應加強TVS制造工藝過程的控制,尤其是對燒焊、臺面成型、堿腐蝕清洗、摻雜等工藝過程的控制,以減少或消除TVS的固有缺陷。例如:國際上采用先進的燒焊工藝已能將空洞面積控制在10%以下,采用離子注入摻雜能對摻雜過程進行更好的控制,這些都**提高了TVS的可靠性。其次,做到TVS的正確選型與安裝,比較好對TVS進行降額使用,這樣可使TVS承受的功率較小,使用可靠性**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比較低,通常可在TVS前串接一條與之匹配的保險絲。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。
220V交流市電經整流濾波后變為高壓直流供給開關變壓器,此高壓直流變化范圍是240V~360V,而由于變壓器漏感和引線電感的存在,關斷過電壓可以高達幾千伏,功率開關管關斷時難于同時承受這兩種電壓。綜合考慮可以選用VWM等于200V左右的TVS,這樣將關斷過電壓控制在300V以內,加上電源電壓,功率開關管選用耐壓為700V的管型即可。當功率開關管關斷時,由于開關變壓器線圈漏感的存在,會產生極高的反電勢,有可能將功率開關管擊穿。當在開關變壓器一次側并接上TVS管后,可以有效地吸收電壓尖峰,保護功率開關管的安全,降低對功率開關管耐壓的要求。瞬態電壓抑制器TVS可以在-55~+150℃之間工作。江西3000W瞬態抑制二極管應用
TVS 的電路符號與普通穩壓二極管相同。上海400W瞬態抑制二極管失效
選用技巧編輯播報1、確定被保護電路的比較大直流或連續工作電壓、電路的額定標準電壓和“**”容限。2、TVS額定反向關斷VWM應大于或等于被保護電路的最大工作電壓。若選用的VWM太低,器件可能進入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作。串行連接分電壓,并行連接分電流。3、TVS的比較大箝位電壓VC應小于被保護電路的損壞電壓。4、在規定的脈沖持續時間內,TVS的比較大峰值脈沖功耗PM必須大于被保護電路內可能出現的峰值脈沖功率。在確定比較大箝位電壓后,其峰值脈沖電流應大于瞬態浪涌電流。上海400W瞬態抑制二極管失效
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