瞬态电压抑制二极管的概述和展望.pdf

第24卷第24期
电子设计工程
2016年12月
Vol 24
No.24
Electronic Design Engineering
辮态电抑制二松管的概述和展望
杨尊松,王立新,肖超,陆江,李彬鸿
(中国科学院大学中国科学院徴电子研究所中国科学院硅器件技术重点实验室,北京10009)
摘要:文中基于推进我国瞬态电压抑制二极管(TVS)自主研发能力的目的,通过调研TVS的发展历程及近年的研究
热点,综述了TVS的制备エ艺和主要结构。同时,介绍了TS的工作机制和主要参数,并重点描述了近年来国际上
IVS在低压低电容和低漏电流方面所取得的理论和技术突破。最后提出了TVS的低压集成化等发展趋势
关鍵词:眸态电压抑制二极管;TVS;研究现状
中图分类号:TN.31
文献标识码:A
文章编号:1674-6236(2016)24-0108-05
A review of transient voltage suppression diodes
YANG Zun-song, WANG Li-xin, XIAO Chao, LU Jiang, LI Bin-hong
(Institute microelectronics ofthe Chinese eadem ofsciences, Key 1 boratory of Si Derices Technologies
University of Chinese A cademy of Sciences, Beijing 100029, China)
Abstract: This paper reviewed the preparation process and the main structure oftransient voltage suppression diode(TVS)
for the purposeof improving TSR D capabilities in our ountry, through researching TVSS development and research focus
n recent years. Meanwhile, the working mechanism and main parameters oftvs are introduced, and the lheory and technology
of Tvsin low voltage and low leakage in recent years are described. Finally, the development tendency of TVS diodes in the
future is proposed
Key words: transient voltage suppression diode; TVS; research status; development tendency
瞬态电压和浪捅常出现在在整机和系统中,造成整机和不同物体或同一物体不同部分之间由于电荷不均匀所产生
系统中的半导体器件被烧蹑或击穿。在半导体器件应用早的电荷瞬间转移现象,静电放电所生的瞬态电压高达几「
期,它们并没有被重视,直到1961年贝尔实验室才开始进行伏甚至上万伏,并且电压脉沖上升时间极短(ns级),可以瞬
瞬态电压对半导体器件损害的研究,工业上也是上世纪70间推段绝大多数半导体器件和集成电路
年代才开始对此关注。
除上述4种原因之外,产生瞬态电压和浪涌的原因述有
1研究背景
很多。由于瞬态电压和浪涌对电子电路的高危險性,所以为
保证电子线路和精密器件的可靠性,必须对瞬态电压和浪涌
造成瞬态电压和浪涌的原因主要有4种:雷电、整机开进行抑制。瞬态电压抑制二极管(TVS)山于具有响应速度快
关、电磁脉冲和静电放电,它们的主要特性如表1所示。雷电吸收功耗大、漏电流小、钳位电压稳定等优点,成为口前国际
是一种常见的自然现象,在地球上平均每秒就有一白次以上上普遍使用的一种二极管形式的高效瞬态电压保护器件
的雷击产生,雷击产生的电压高达上万伏特,峰值电流也高
表1不同瞬态电压特性对比
达两万安培,雷击不但对人身有直接的伤害,还对各种高楼
电压
电流上升时间持续时间
建筑、公共设施和交通设备等具有潜在的威胁。整机开关可
需电
25 kv
20 KA
10 WS
导致电机或线管等电抗负载关断,近而心生感应开关瞬态
整机丌关
600v
500A
500n
电压,它们出现时通常很难从外部观察到,常被称为半导体
电磁脉1kV
电子电路的静獣杀手。电磁脉泖(EMP),是一种电磁瞬变现
静电放电
15 kv
<1
100ms
象,可以产生短脉冲的电磁能,电磁脉冲可能发生于雷击等2TVS二极管工作机制
自然现象中,也可能由人为因素产生,电磁脉冲可以对电子、
电气设备产生不同程度的干扰和损害,尤其是核爆炸所产生2.1TVS二极管简介
的电磁脉冲,对电子设备的威胁尤为严重。静电放电是指在
瞬态电压抑制二极管( Transient Vollage Suppressor
收稿日期:2016-03-30
Diode,TVS),是口前国际上普遍使用的一种二极管形式的高
稿件编号:201603402
基金项目:国家自然科学基金(61404169:61404161)
作者简介:杨尊松(1991-),男,山东济宁人,顾士研究生。研究方向:半导体功率器件
108
万方数据