Журнал Радио 8 номер 2002 год. СПРАВОЧНЫЙ ЛИСТОК

Журнал Радио 8 номер 2002 год. СПРАВОЧНЫЙ ЛИСТОК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

В ряде журнальных публикаций была представлена информация о принципе действия и характеристиках полупроводниковых ограничителей напряжения различного назначения [1 ≈ 4]. В последние годы отечественная промышленность освоила производство большой группы новых ограничителей напряжения.

Ассортимент и характеристики этих приборов сведены в табл. 1 и 2, а чертежи корпусов показаны на рис. 1 ≈ 7. В табл. 3 указаны конструкция корпусов приборов и их масса. Для обозначения полярности включения ограничителей в корпусах КД-34 и КД-71. на корпус наносят белую полосу со стороны плюсового (катодного) вывода. На корпус остальных приборов наносят символ диода в диодном (прямом) включении так же, как на корпусах стабилитронов.


Увеличить

Наименование типа на приборы в миниатюрном корпусе наносят в кодированном виде: на корпус КД-34 ≈ в цветовом коде, а КД-71. ≈ в буквенном. Так ограничителю КС193А соответствует серая полоса, КС209А ≈ черная, КС209А1 ≈ черная и серая, КС209Б ≈ две черных, КС209Б1 ≈ две серых. Буквенная кодировка представлена в табл. 4.


Увеличить

По принципу действия ограничители подобны стабилитронам, поскольку основным физическим процессом, характеризующим их работу, является пороговое появление проводимости р-п перехода при определенном обратном напряжении ("пробой" Зенера). Однако ограничители имеют несколько отличные систему параметров, конструкцию и методику испытаний, обеспечивают более высокий уровень допустимого тока. Ограничители рассчитаны на рассеивание энергии мощных одиночных импульсов напряжения в течение ограниченного времени.

Промышленность выпускает три разновидности ограничителей ≈ обычные (или одиночные), симметричные и малоемкостные. Первые, составляющие наиболее многочисленную группу, предназначены для защиты от аварийных импульсов цепей постоянного тока. Для защиты цепей переменного тока включают либо два обычных ограничителя встречно параллельно, либо один симметричный (неполярный), представляющий собой пару р-n переходов, включенных встречно последовательно, как и у двуанодных стабилитронов. Отличить симметричный ограничитель от остальных легко ≈ у него на корпусе нет белой полосы или знака диода, указывающих на полярность, и в конце наименования предусмотрена буква С.

Все одиночные и симметричные ограничители сведены в табл. 1, а малоемкостные ≈ в табл. 2.


Увеличить

Малоемкостные ограничители предназначены для защиты высокочастотных цепей. Структура этих приборов состоит из обычного ограничителя и включенного последовательно с ним высоковольтного диода. Когда под действием аварийного импульса открывается ограничитель, открывается и диод. В обратном направлении структура тока не проводит, так как диод закрыт. Иначе говоря, эти ограничители ≈ полярные, из-за чего их надо включать в защищаемую цепь попарно встречно параллельно.

Введение последовательного диода позволяет сильно уменьшить общую емкость ограничителя ≈ до 90...100 пФ. Для сравнения укажем, что емкость обычного ограничителя с напряжением открывания 200 В равна примерно 500 пФ, а у низковольтных может достигать 22000 пФ. Малоемкостные ограничители напряжения (аналоги зарубежных серий LCE6.5A≈ LCE170A фирмы General Semiconductor Industries, Inc.) способны защитить линии связи переменного тока частотой до 100 МГц.

Время срабатывания обычных ограничителей ≈ менее 10-12 с, симметричных ≈ 10-9 с, а малоемкостных ≈ 5∙10-9 с.

Поскольку все электрические характеристики ограничителей связаны с приложением к их р-n переходу обратного напряжения и протеканием через переход обратного тока, указания на знак параметров и их численных значений везде опущено.

Основные электрические характеристики ограничителей напряжения

Uоткр ≈ напряжение открывания (пробоя) прибора при заданном испытательном открывающем токе Iоткр.
Iзакр ≈ постоянный ток, протекающий через закрытый прибор (ток утечки) при заданном напряжении Uзакр, меньшем Uоткр
Uраб ≈ постоянное рабочее эксплуатационное напряжение, равное 0,85Uоткр и 0,81Uоткр для приборов с разбросом ╠5% и ╠10% по Uоткр соответственно. По этому параметру выбирают требуемый ограничитель.
Iогр.имп.mах ≈ пиковое значение амплитуды тока при заданных длительности, скважности и форме импульсов, а также температуре окружающей среды.
Uогр.имп.mах ≈ максимальное импульсное напряжение ограничения при максимальном импульсном токе Iогр.имп.mах и заданных длительности, скважности и форме импульсов, а также температуре окружающей среды.
Римп.mах ≈ максимально допустимая импульсная мощность, рассеиваемая прибором при заданных длительности, скважности и форме импульсов, а также температуре окружающей среды.
Inp ≈ постоянный прямой ток (протекающий в направлении, обратном рабочему) через малоемкостный ограничитель при заданном прямом напряжении U

Ограничители классифицируют по импульсной мощности при заданных параметрах испытательного импульса. В табл. 1 и 2 импульсные параметры указаны для экспоненциального импульса длительностью 1 мс (часто записывают как 10\1000 мкс, где 10 мкс ≈ длительность фронта; 1000 мкс ≈ длительность импульса); форма ≈ убывающая экспонента, показанная на рис. 8.

Зарубежные приборы для защиты от избыточных по напряжению импульсов, в том числе варисторы, нормируют по импульсам тока с длительностью 1\40 мкс, 8\20 мкс, 30\60 мкс, 10\1000мкс, 1,2\50 мс в зависимости от условий применения. В реальных условиях эксплуатации в зависимости от характера импульсных перегрузок параметры импульса могут иметь различные значения.

Зависимости импульсной мощности от длительности импульсов для ограничителей различных классов изображены на рис. 9. На рис. 10 в качестве примера показаны эти же зависимости для импульсов различной формы.

Зарубежные ограничители напряжения выпускают под торговыми марками TransZorb, TransiJ, Trisil, Mosopb, Zener Transient Voltage Suppressors, Transient Voltage Suppressors (TVS) и др.

Некоторые ограничители напряжения могут быть успешно использованы и как стабилитроны. Так, ограничитель КР228А (аналог прибора 1N5349B фирмы Motorola) имеет дополнительно нормируемые "стабилитронные" параметры ≈ ток стабилизации, дифференциальное сопротивление, статическая мощность.

ЛИТЕРАТУРА
1. Кадуков А. TVS-диоды — полупроводниковые приборы для ограничения опасных перенапряжений в электронных цепях. — Компоненты и технологии, 2001, ╧ 1, с. 32—36.
2. Колосов В., Муратов А. Защита РЭА от высоковольтных импульсов в сети. — Радио, 1998, ╧ 7, с. 52,53.
3. Толкачева Р. Защитные микросборки ЗА-ОиЗА-1, —Радио, 1999, ╧ 8, с. 60.
4. Колосов В. "Убийцы" электронной аппаратуры — электрические сети. — Живая электроника России, 2000, с. 50—53.

Материал подготовили
Т. ЛОСЕВА, В. МИНАЕВ, Б. ПОПОВ
г. Новосибирск 

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 8 номер 2002 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.