I-V曲線
貼片壓敏電阻和TVS二極管的電阻值會隨施加電壓的變化而改變。 貼片壓敏電阻可以進行雙向靜電保護。 TVS二極管以前大多是有方向性的,但近雙向的TVS二極管也增加了。 但是,由于存在因方向性不同而不同的情況,所以需要注意。
在控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)中使用貼片壓敏電阻和TVS二極管時的4個要點
為了保護CAN Tranceiver,在控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)中使用靜電保護部件。 在此介紹在CAN線上選定靜電保護部件時的要點。
大允許電路電壓
在控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)串行總線拓撲結(jié)構(gòu)中,使用CANH、CANL信號后,可獲得顯性(dominant)和隱性(Recessive)的電平狀態(tài)。 顯性時,在CANH線上施加3.5V左右的電壓,靜電保護部件在此電壓時作為絕緣體發(fā)揮作用。 因此,在這次的情況下,需要選擇大允許電路電壓為3.5V以上的靜電保護部件。
此外,靜電保護部件的漏電流具有溫度依賴性,還需要考慮實際使用時的溫度環(huán)境。 下圖是典型的貼片壓敏電阻和TVS二極管的漏電流溫度特性。 隨著高溫的升高,漏電流會變大,但設(shè)計時使之低于50uA。
壓敏電阻是一種用得多的限壓器件。壓敏電阻有碳化硅壓敏電阻和氧化鋅壓敏電阻。
常用的是氧化鋅(ZnO)壓敏電阻,它主要是以氧化鋅為原料,添加多種微量金屬氧化物,經(jīng)混合成型,燒結(jié)裝配而成的一種過壓保護器件,它的外面包封環(huán)氧樹脂(可添加顏料)。
它相當(dāng)于一個可變電阻,它是并聯(lián)于電路中的。當(dāng)電路在正常使用時,壓敏電阻的阻抗很高,漏電流很小,可視為開路,對電路幾乎沒有影響。但當(dāng)一很高的突波電壓到來時,壓敏電阻的電阻值瞬間下降(它的電阻值可以從MΩ(兆歐)級變到mΩ(毫歐)級),使它可以流過很大的電流,同時將過電壓箝位在一定數(shù)值。由于壓敏電阻的突波承受能力取決于它的物理尺寸,因而有可能獲得不同的浪涌電流值。
什么是貼片壓敏電阻?貼片壓敏電阻是指具有非線性伏安特性的電阻器件主要用于電路承受過壓時的電壓鉗位,吸收多馀的電流保護敏感器件。貼片壓敏電阻的電阻材料是半導(dǎo)體,是半導(dǎo)體電阻器的品種?,F(xiàn)在大量使用的“氧化鋅”(ZnO)變阻器,其主要材料由二價元素鋅(Zn)和六價元素氧(O)構(gòu)成。因此,從材料的角度來看,氧化鋅變阻器是“II-VI族氧化物半導(dǎo)體”。在中國臺灣,貼片壓敏電阻被稱為“突波吸收器”,也被稱為“電沖擊(浪涌)抑制器(吸收器)”。
貼片壓敏電阻是限壓型保護器件。利用貼片壓敏電阻的非線性特性,當(dāng)過電壓出現(xiàn)在貼片壓敏電阻的兩極之間時,貼片壓敏電阻可以將電壓鉗位于相對固定的電壓值,實現(xiàn)后級電路的保護。貼片壓敏電阻的主要參數(shù)有:壓敏電壓、通流容量、結(jié)電容、響應(yīng)時間等。
貼片壓敏電阻的響應(yīng)時間為ns級,比氣體放電管快,比TVS管慢一點,一般用于電子電路的過電壓保護其響應(yīng)速度可滿足要求。貼片壓敏電阻的結(jié)電容器一般在數(shù)百到數(shù)千Pf的數(shù)量范圍內(nèi),往往不應(yīng)直接應(yīng)用于高頻信號線路的保護,應(yīng)用于交流電路的保護時,其結(jié)電容器大會增加漏電流,因此在設(shè)計保護電路時需要充分考慮。貼片壓敏電阻通流容量大,但小于氣體放電管。貼片壓敏電阻簡稱VDR,是對電壓敏感的非線性過電壓保護半導(dǎo)體部件。
貼片壓敏電阻普遍應(yīng)用在于電源系統(tǒng)、浪涌抑制器、安防系統(tǒng)、電動機保護、汽車電子系統(tǒng)、家用電器等電子產(chǎn)品上。