引發(fā)TVS短路的**典型的原因是管芯與內(nèi)引線組件、底座銅片燒結(jié)不良,,在燒結(jié)界面出現(xiàn)大面積空洞,,空洞可能是由于焊料不均勻或粘結(jié)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(jié)點附近匯聚,,管芯散熱困難,造成熱電應(yīng)力集中,,產(chǎn)生局部熱點,,嚴(yán)重時引起熱奔,使器件燒毀,。對這些燒毀的器件,。進(jìn)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(chǎn)生疲勞龜裂,引起器件熱阻增大,,**終導(dǎo)致器件,。過熱燒毀。TVS是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件,。上海400W瞬態(tài)抑制二極管失效
長時間工作耗損對篩選合格的TVS器件進(jìn)行浪涌壽命試驗,,發(fā)現(xiàn)TVS器件經(jīng)過成千上萬次標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)脈沖(所能承受的浪涌脈沖次數(shù)與質(zhì)量等級相關(guān))沖擊后失效,,失效模式通常為短路,。對失效樣品進(jìn)行解剖后,,在掃描電鏡下觀察芯片,發(fā)現(xiàn)結(jié)邊緣發(fā)生熔融現(xiàn)象和結(jié)邊緣焊料結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,,且結(jié)**邊緣處**為嚴(yán)重,。失效機理可能結(jié)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(jié)邊緣的散熱能力降低,,長時間工作結(jié)溫持續(xù)增大導(dǎo)致過熱燒毀。河南200W瞬態(tài)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(dāng)pn結(jié)施加反向電壓時,,流過pn結(jié)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(chǎn)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(jié)溫上升,。這種由于熱不穩(wěn)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(fā)生雪崩擊穿具有正的溫度系數(shù),,但溫度升高,共價鍵中的價電子能量狀態(tài)高,,從而齊納擊穿電壓隨溫度升高而降低,,具有負(fù)的溫度系數(shù)。
要減少TVS短路失效,,首先應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(fā)生短路失效時對被保護(hù)電子設(shè)備的影響降到比較低,,通??稍赥VS前串接一條與之匹配的保險絲。當(dāng)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(jīng)整流濾波后變?yōu)楦邏褐绷鞴┙o開關(guān)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(guān)斷過電壓可以高達(dá)幾千伏,,功率開關(guān)管關(guān)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(guān)斷過電壓控制在300V以內(nèi),,加上電源電壓,,功率開關(guān)管選用耐壓為700V的管型即可。當(dāng)功率開關(guān)管關(guān)斷時,,由于開關(guān)變壓器線圈漏感的存在,,會產(chǎn)生極高的反電勢,有可能將功率開關(guān)管擊穿,。當(dāng)在開關(guān)變壓器一次側(cè)并接上TVS管后,,可以有效地吸收電壓尖峰,保護(hù)功率開關(guān)管的安全,,降低對功率開關(guān)管耐壓的要求,。瞬態(tài)電壓抑制器TVS可以在-55~+150℃之間工作。江西3000W瞬態(tài)抑制二極管應(yīng)用
TVS 的電路符號與普通穩(wěn)壓二極管相同,。上海400W瞬態(tài)抑制二極管失效
選用技巧編輯播報1,、確定被保護(hù)電路的比較大直流或連續(xù)工作電壓、電路的額定標(biāo)準(zhǔn)電壓和“**”容限,。2,、TVS額定反向關(guān)斷VWM應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓。若選用的VWM太低,,器件可能進(jìn)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(yīng)小于被保護(hù)電路的損壞電壓,。4、在規(guī)定的脈沖持續(xù)時間內(nèi),,TVS的比較大峰值脈沖功耗PM必須大于被保護(hù)電路內(nèi)可能出現(xiàn)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(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流,。上海400W瞬態(tài)抑制二極管失效
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