TVS-Dioden

Schutz für Ihre Designs mit unserer breiten Palette von Überspannungsschutzkomponenten

Die TVS-Dioden von Littelfuse dienen zum Schutz von Halbleiterbauteilen vor hohen Stoßspannungen. Im Unterschied zu normalen Dioden weisen die p-n-Übergänge dieser Bauteile einen größeren Querschnitt auf, wodurch sie höhere Ströme zur Masse ableiten können, ohne dabei bleibende Schäden zu erleiden. Littelfuse bietet TVS-Dioden mit Spitzennennleistungen von 200 W bis 15 kW und Sperrspannungen von 5 V bis 495 V.

TVS-Dioden
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Was sind TVS-Dioden und wie lassen sie sich vergleichen?

TVS-Dioden sind elektronische Bauteile, die empfindliche Elektronik vor Hochspannungstransienten schützen sollen. Sie können schneller auf Überspannungen ansprechen als die meisten anderen Arten von Schaltkreisschutzkomponenten und werden in einer Vielzahl von Formaten zur Oberflächen- und Durchsteckmontage angeboten.

Das Bauelement (auch als Überspannungsbegrenzer bezeichnet) begrenzt die Spannung auf einen bestimmten Wert mit p-n-Übergängen, die eine größere Querschnittsfläche aufweisen als die einer normalen Diode, so dass die TVS-Diode große Ströme ableiten kann, ohne Schaden zu nehmen.

TVS-Dioden werden im Allgemeinen zum Schutz vor elektrischer Überlastung eingesetzt, wie sie z. B. durch Blitzschläge, das Schalten induktiver Lasten und elektrostatische Entladungen (ESD) in Übertragungs- oder Datenleitungen und elektronischen Schaltkreisen verursacht wird.

Die TVS-Dioden von Littelfuse eignen sich für eine Vielzahl von Schaltkreisschutzanwendungen, wurden jedoch in erster Linie für den Schutz von E/A-Schnittstellen in Telekommunikations- und Industrieanlagen, Computern und Unterhaltungselektronik entwickelt.

Zu den Merkmalen der TVS-Dioden von Littlefuse gehören:

Niedriger inkrementeller Stoßstromwiderstand
Uni- und bidirektionale Konfigurationen erhältlich
Sperrspannungen von 5 V bis 512 V
RoHS-konforme bleifreie Mattverzinnung
Nennleistungen von SMD-Dioden von 200 W bis 5.000 W
Nennleistungen axial bedrahteter Dioden von 400 W bis 30.000 W (30 kW)
Hochstromschutz verfügbar für 3 kA bis 10 kA
AEC-Zulassung bei ausgewählten Serien

Vergleich mit anderen Diodentechnologien

Vergleich von Diodentechnologien
Diodenklasse	Anwendungen	Anmerkungen
Konventionelle Diode, Gleichrichter	Leistungsregelung	Nützlich für Regelung hoher Ströme, AC/DC-Wandlung. Typischerweise in großen Gehäusen wie TO-220 untergebracht.
Zener-Diode	Leistungsregelung	Nützlich für Regelung der Gleichspannung in Stromversorgungen. Normalerweise in mittelgroßen bis großen Gehäusen (axial bedrahtet, TO-220) untergebracht.
Silizium-Avalanche-Diode (SAD), Überspannungsbegrenzer (Transient Voltage Suppressor, TVS)	Überspannungsschutz	Nützlich für den Schutz von Schaltkreisen, die hohen Energien ausgesetzt sind, wie z. B. bei Blitzschlag oder Spannungstransienten beim mechanischen Schalten von Schaltkreisen (EFT). Normalerweise in mittelgroßen Gehäusen (axial bedrahtet, DO-214) untergebracht.
Diodenarray	Überspannungsschutz	Diodenarrays fallen in die weitere Kategorie der Silizium-Schutzarrays (Silicon Protection Arrays, SPA), die für den ESD-Schutz bestimmt sind. Normalerweise in kleinen oberflächenmontierbaren Gehäusen (SOIC-8, SOT-23, SC-70 usw.) untergebracht.
Schottky-Dioden	Leistungsregelung	Nützlich für die Hochfrequenz-(HF)-Gleichrichtung, die für Schaltnetzteile erforderlich ist.
Varaktordioden	HF-Abstimmung	Einzige bekannte Anwendung von Dioden, die die Eigenschaft der Sperrschichtkapazität ausnutzt.

Vergleich nach Betriebseigenschaften

Vergleich der Betriebseigenschaften
Diodenklasse	Durchbruchspannung in Sperrrichtung (VBR, VZ)	Kapazität (CJ)	Anmerkungen
Konventionelle Diode, Gleichrichter	800–1500 V	Sehr hoch	AC/DC-Wandlung
Zener-Diode	Bis zu 100 V	Mittel bis hoch	DC-Leistungsregelung
Silizium-Avalanche-Diode (SAD)	Bis zu 600 V	Mittel	Schutz vor Blitzschlag und Spannungsspitzen
Diodenarray	Bis zu 50 V	Niedrig (<50 pF)	ESD-Schutz von Hochfrequenz-Datenschaltkreisen

Vergleich nach Bauart

Eine Schottky-Diode besteht aus einem Metall-Halbleiter-Übergang. Elektrisch leitet sie durch den Majoritätsträger und bietet eine schnelle Reaktion bei geringerem Leckstrom und niedriger Vorspannung in Durchlassrichtung (VF). Schottky-Dioden werden häufig in Hochfrequenzschaltkreisen eingesetzt.

Zenerdioden besteht aus einem stark dotierten p-n-Halbleiterübergang. Es gibt zwei physikalische Effekte, die als Zener-Zustand (Zener-Effekt und Avalanche-Effekt) bezeichnet werden können. Der Zener-Effekt tritt auf, wenn eine niedrige Sperrspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, der aufgrund des Quanteneffekts leitet. Der Avalanche-Effekt tritt auf, wenn eine Spannung von mehr als 5,5 Volt in umgekehrter Richtung an den p-n-Übergang angelegt wird, wobei das erzeugte Elektron-Loch-Paar mit dem Gitter kollidiert. Zenerdioden, die auf dem Zener-Effekt basieren, werden in elektronischen Schaltungen häufig als Spannungsreferenzquellen verwendet.

Eine TVS-Diode besteht aus einem speziell entwickelten p-n-Halbleiterübergang für den Überspannungsschutz. Der p-n-Übergang ist in der Regel beschichtet, um einen vorzeitigen Spannungsüberschlag im nichtleitenden Zustand zu verhindern. Bei einer Überspannung leitet die TVS-Diode, um die Überspannung mithilfe des Avalanche-Effekts zu begrenzen. TVS-Dioden werden in der Telekommunikation, in der allgemeinen Elektronik und in der digitalen Unterhaltungselektronik als Überspannungsschutz für Blitzschlag, ESD und andere Spannungsspitzen eingesetzt.

SPA steht für Silicon Protection Arrays (Silizium-Schutzarray). Es handelt sich um eine Diodenanordnung aus integrierten p-n-Übergängen, siliziumgesteuerten Gleichrichtern oder anderen Siliziumschutzstrukturen, die in mehrpoligen Gehäusen untergebracht sind. Das SPA kann als integrierte Lösung den ESD-, Blitz- und EFT-Schutz in Telekommunikation, allgemeiner Elektronik und digitale Verbraucherelektronik verwendet werden, wo verschiedene Schutzbedarfe bestehen. Zum Beispiel kann es HDMI-, USB- und Ethernet-Anschlüsse vor elektrostatischen Entladungen schützen.