Что такое TVS-диоды и как они работают. Какие бывают типы и серии TVS-диодов. Как правильно выбрать TVS-диод для защиты электронной схемы. Какие основные характеристики TVS-диодов нужно учитывать при выборе.
Принцип работы и назначение TVS-диодов
TVS-диоды (Transient Voltage Suppressor) — это полупроводниковые устройства, основное назначение которых заключается в ограничении напряжения на защищаемом участке электронной схемы до безопасных значений, при этом поглощая и рассеивая энергию импульса помехи.
По принципу действия TVS-диоды похожи на обычные стабилитроны, но предназначены для значительно бóльших импульсных нагрузок. Они работают на обратной ветви вольт-амперной характеристики.
Основные особенности работы TVS-диодов:
- В нормальном режиме диод закрыт и не участвует в работе схемы
- При возникновении перенапряжения происходит лавинный пробой структуры диода
- Через диод начинает протекать ток помехи, ограниченный его внутренней структурой
- Напряжение на защищаемом участке ограничивается до безопасного уровня
- Энергия импульса помехи рассеивается в структуре диода
Главное преимущество TVS-диодов — экстремально высокое быстродействие, позволяющее ограничивать импульсы длительностью менее десятков наносекунд.
Основные характеристики TVS-диодов
При выборе TVS-диода для конкретного применения необходимо учитывать следующие основные параметры:
- Рабочее напряжение (VRWM) — максимальное напряжение, при котором диод остается закрытым
- Напряжение пробоя (VBR) — напряжение, при котором начинается лавинный пробой
- Пиковая мощность рассеивания (PPK) — максимальная мощность, которую диод может рассеять в импульсном режиме
- Максимальный импульсный ток (IPP) — пиковый ток через диод при максимальной мощности
- Емкость перехода — собственная емкость диода, влияющая на быстродействие
Также важными параметрами являются время срабатывания, ток утечки, температурный диапазон и др.
Типы и серии TVS-диодов
TVS-диоды выпускаются в различных конструктивных исполнениях и с разными характеристиками. Основные типы TVS-диодов:
Однонаправленные и двунаправленные
Однонаправленные TVS-диоды ограничивают напряжение только одной полярности. Двунаправленные работают при обеих полярностях напряжения.
Дискретные и сборки
Дискретные TVS-диоды выпускаются в корпусах для поверхностного монтажа SMA, SMB, SMC. Сборки содержат несколько диодов в одном корпусе, например SOT-23.
Стандартные и малоемкостные
Стандартные TVS-диоды имеют большую емкость до 3000 пФ. Малоемкостные версии (1-3 пФ) применяются для защиты высокоскоростных линий.
Серии TVS-диодов от Bourns
Компания Bourns выпускает широкий ассортимент TVS-диодов для различных применений:
Серии SMAJ, SMBJ, SMCJ
Классические TVS-диоды в корпусах SMA, SMB, SMC. Основные характеристики:
- SMAJ: 400 Вт пиковой мощности, 1 Вт статической
- SMBJ: 600 Вт пиковой мощности, 5 Вт статической
- SMCJ: 1500 Вт пиковой мощности, 5 Вт статической
Серия CDSOD323
Миниатюрные TVS-диоды в корпусе SOD-323. Особенности:
- Пиковая мощность 350-500 Вт
- Малая емкость 1-3 пФ
- Защита от ESD до 30 кВ
Серия CDSOT23
Сборки TVS-диодов в корпусах SOT-23. Варианты:
- CDSOT23-SM712 — несимметричные супрессоры на 7/12В
- CDSOT23-SRV05-4 — защита 4-х линий, емкость 3.5 пФ
- CDSOT236-0504C — сверхнизкая емкость 1.2 пФ
Серия PTVS
Мощные TVS-диоды для защиты силовых цепей. Характеристики:
- Рабочие напряжения 58 и 76 В
- Пиковые токи до 15000 А
- Корпуса для монтажа в отверстия и на поверхность
Как правильно выбрать TVS-диод
При выборе TVS-диода для конкретного применения рекомендуется следовать такому алгоритму:
- Определить рабочее напряжение защищаемой цепи
- Рассчитать максимальный ожидаемый ток помехи
- Оценить длительность воздействия помехи
- Выбрать максимальное допустимое напряжение ограничения
- Определить требования по емкости для высокоскоростных линий
На основе этих данных можно подобрать подходящую серию и модель TVS-диода, обеспечивающую необходимый уровень защиты.
Области применения TVS-диодов
TVS-диоды широко применяются для защиты различных электронных устройств и цепей:
- Защита от электростатических разрядов (ESD)
- Защита коммуникационных портов (USB, Ethernet, HDMI и т.д.)
- Защита источников питания от перенапряжений
- Защита в промышленной автоматике и системах управления
- Защита в автомобильной электронике
- Защита в телекоммуникационном оборудовании
TVS-диоды позволяют обеспечить соответствие изделий требованиям стандартов по электромагнитной совместимости.
Преимущества и недостатки TVS-диодов
Основные преимущества использования TVS-диодов для защиты электронных схем:
- Экстремально высокое быстродействие (доли наносекунд)
- Способность поглощать значительную энергию импульса
- Малые габариты и простота применения
- Широкий выбор типов для разных задач
- Высокая надежность и долговечность
К недостаткам можно отнести:
- Высокую собственную емкость стандартных TVS-диодов
- Ограниченную мощность рассеивания в длительном режиме
- Более высокую стоимость по сравнению с варисторами
Особенности применения TVS-диодов
При использовании TVS-диодов в схемах защиты следует учитывать некоторые особенности:
- Для высокоскоростных линий необходимо выбирать малоемкостные версии
- Для защиты от мощных помех часто применяют многоступенчатые схемы
- Нужно правильно рассчитывать тепловой режим при длительных воздействиях
- Важно обеспечить минимальную длину проводников до защищаемых цепей
- Необходимо учитывать возможность ложных срабатываний от наводок
Грамотное применение TVS-диодов позволяет значительно повысить надежность и помехозащищенность электронной аппаратуры.
ГОСТ 18986.10-74 — Диоды полупроводниковые. Методы измерения индуктивности
ГОСТ 18986.10-74
Группа Э29
Дата введения 1976-07-01
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27 декабря 1974 г. N 2824
Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)
ИЗДАНИЕ (июль 2000 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в феврале 1979 г., августе 1982 г. (ИУС 4-79, 12-82)
Настоящий стандарт распространяется на все типы полупроводниковых диодов в корпусе, у которых индуктивность более 0,1 нГн. Стандарт устанавливает два метода измерения индуктивности диодов:
метод I — для диодов, индуктивность которых 2 нГн и более;
метод II — для диодов, индуктивность которых менее 2 нГн.
Общие условия при измерении должны соответствовать требованиям ГОСТ 18986.0-74, ГОСТ 19656.0-74 и настоящего стандарта.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ ДИОДОВ, ЗНАЧЕНИЕ КОТОРОЙ 2 нГн И БОЛЕЕ
1.1. Принцип, условия и режим измерений
1.1.1. Принцип измерения индуктивности диодов основан на измерении резонансной частоты колебательного контура куметра при подключении к нему измеряемого диода.
1.1.2. Постоянный прямой ток диода, при котором проводят измерение, должен быть таким, чтобы добротность контура с диодом была не менее 40.
1.1.3. Частота измерения, ГГц, должна удовлетворять условию
,
где — значение индуктивности, указанное в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов, Гн.
1.2. Аппаратура
1.2.1. Измерения проводят на установке, электрическая структурная схема которой указана на черт.1.
— блок смещения; — миллиамперметр; — резистор подачи смещения; — катушка индуктивности,
подключаемая к куметру; — куметр; — переменный конденсатор куметра; — резистор внутри куметра,
на котором создается ЭДС высокой частоты; — измеряемый диод; — замыкатель
Черт.
1
1.2.2. Индуктивность контура должны выбирать из условия
.
1.2.3. Индуктивность замыкателя должны выбирать из условия
.
Замыкатель рекомендуется изготовлять в виде отрезка плоской широкой шины из металла, хорошо проводящего ток на высокой частоте.
В необходимых случаях требования к конструкции замыкателя должны быть указаны в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.
1.2.4. Сопротивление резистора должно удовлетворять условию
.
1.3. Подготовка и проведение измерений
1.3.1. При измерении индуктивности диодов должна быть определена общая емкость колебательного контура с учетом распределенной емкости катушки индуктивности . Общая емкость контура определяется в положении переменного конденсатора , соответствующем настройке контура в резонанс на рабочей частоте при замыкании контактов А и Б измерительной схемы замыкателем.
Измерение общей емкости контура должно проводиться в соответствии с документацией на куметр, который применяют для измерения индуктивности диода.
1.3.2. Измеряемый диод включают в контур последовательно с катушкой индуктивности.
1.3.3. Устанавливают через диод постоянный прямой ток.
1.3.4. Настраивают контур в резонанс и отсчитывают значение емкости .
1.3.5. Вместо измеряемого диода устанавливают замыкатель.
1.3.6. Настраивают контур в резонанс и отсчитывают значение емкости конденсатора куметра.
1.4. Обработка результатов
1.4.1. Значение индуктивности диода вычисляют по формуле
,
где — частота, на которой проводят измерение, Гн;
, , — значения емкостей, Ф.
1.5. Показатели точности измерений
1.5.1. Погрешность измерения индуктивности должна быть в пределах % с доверительной вероятностью 0,99.
Разд.1 (Измененная редакция, Изм. N 2).
2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ ДИОДОВ, ЗНАЧЕНИЕ КОТОРОЙ МЕНЕЕ 2 нГн
2.1. Принцип, условия и режим измерений
2.1.1. Принцип измерения индуктивности диода основан на изменении положения узла стоячей волны при подключении в линию измеряемого диода.
2.1.2. Измерения проводят при протекании через диод прямого тока, значение которого выбирают таким образом, чтобы коэффициент стоячей волны по напряжению в измерительной линии был не менее 4.
2.2. Аппаратура
2.2.1. Измерения проводят на установке, электрическая структурная схема которой указана на черт.2.
— генератор мощности СВЧ; — согласующий аттенюатор с ослаблением 20 дБ; — разделительный
конденсатор; — миллиамперметр; — измерительная линия; — измеряемый диод; — адаптер;
— микроамперметр; — блок смещения
Черт.2
2.2.2. Частоту измерения должны выбирать из условия
,
где — волновое сопротивление измерительной линии, Ом;
— частота, Гц;
— индуктивность, Гн, значение которой указывают в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов;
— емкость корпуса диода.
2.2.3. Конструкция адаптера , в котором измеряется диод, должна быть приведена в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.
Замыкатель по форме и геометрическим размерам должен совпадать с корпусом диода измеряемого типа и изготовлен из металла, хорошо проводящего ток на высокой частоте. В необходимых случаях конструкция замыкателя должна быть указана в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.
2.3. Проведение измерений и обработка результатов
2.3.1. В адаптер устанавливают замыкатель и при помощи измерительной линии определяют положение узла стоячей волны и длину волны в измерительной линии.
2.3.2. В адаптер вместо замыкателя устанавливают измеряемый диод и через него подают прямой ток. Определяют новое положение узла стоячей волны .
2.3.3. Значение индуктивности диода рассчитывают по формуле
.
2.4. Показатели точности измерений
2.4.1. Погрешность измерения индуктивности должна быть в пределах % с доверительной вероятностью 0,99.
Разд.2 (Измененная редакция, Изм. N 2).
Разд.3 (Исключен, Изм. N 2).
Подразделение защиты: TVS-диоды от Bourns
4 февраля 2015
BournsстатьяTVS
Поглощение и рассеивание энергии импульса помехи – основное назначение TVS-диодов, изделий, повсеместно применяемых в современной электронике. Компания Bourns предлагает широкую линейку TVS-диодов, – от классических до сверхмощных, – включая диоды и сборки в миниатюрных корпусах, адаптированные под высокоскоростные цифровые линии связи.
Минимизация энергопотребления и развитие коммуникационных возможностей электронных устройств остро поднимают проблематику уязвимости компонентов к воздействию наведенных импульсов помех, перенапряжений и электростатических разрядов. Импульсные микро- и наносекундные помехи, помимо всего прочего, имеют весьма неприятное свойство проникать через паразитную емкость дросселей, фильтров, трансформаторов в чувствительные узлы электронных схем и вызывать необратимые повреждения. Разработчики 70-х и 80-х годов могут вспомнить множество историй, когда на испытательных стендах или промышленных объектах велась настоящая борьба за живучесть электроники, которая, увы, не всегда заканчивалась положительно.
Это предопределило появление новых классов устройств – ограничителей напряжения, способных за короткий промежуток времени поглотить значительную энергию импульса помехи, ограничив напряжение на электронной схеме до безопасных значений.
TVS-диоды (Transient Voltage Suppressor) – полупроводниковые устройства, основное назначение которых – ограничивать напряжение на защищаемом участке электронной схемы до безопасных значений, при этом поглощая и рассеивая энергию импульса помехи. По принципу действия TVS-диоды похожи на традиционные стабилитроны, работают на обратной ветви вольтамперной характеристики, но предназначены для значительных импульсных нагрузок. Что, впрочем, не мешает в некоторых приложениях использовать TVS-диоды в качестве мощных стабилитронов, если не нужны малый температурный дрейф или малый разброс напряжений стабилизации. Принцип применения TVS-диода в качестве защитного элемента заключается в том, что он закрыт до момента воздействия помехи, и не участвует в работе схемы (емкостная составляющая не рассматривается, об этом – ниже).
Рис. 1. Иллюстрация работы TVS-диода в цепи
Кроме нагрузки и ограничителя напряжения, в схеме показано также последовательное сопротивление (Rпосл.), которое почти всегда присутствует в реальных устройствах в виде предохранителя, контактного сопротивления разъема, внутриблочных соединений или специально установленного разработчиком резистора. Это сопротивление, наряду с эквивалентным сопротивлением источника помехи (в случае, когда этот параметр можно оценить, например в модели Human Body Model (рисунок 2), имитирующей заряд тела человека для электростатических разрядов), позволяет определить амплитуду тока через защитный диод и тем самым вычислить мощность, на которую следует выбирать элементы защиты.
Рис. 2. Human Body Model
Главная особенность TVS-диодов – экстремально высокое быстродействие[1], – фактически предопределила их области применения: защиту чувствительных к перенапряжению элементов схемы, где важно не допустить импульса помехи длительностью менее десятков наносекунд, при этом энергия помехи составляет сотни Вт. Это, в первую очередь, защита коммуникационных портов от статических разрядов, а также вторая или третья ступень комплексных схем защиты, как показано на рисунке 3.
Рис. 3. Трехступенчатая схема защиты чувствительного элемента
В случае, когда требуется защита от электростатических разрядов, TVS-диоды подключаются без ограничительных последовательных резисторов, что важно для функционирования некоторых устройств, например, портов USB.
В случае проектирования схем защиты от импульсных помех, вызванных аварийными ситуациями, грозовыми разрядами, переходными процессами в линиях связи и так далее, приходится прибегать к дополнительным мерам, поскольку неопределенность с эквивалентным сопротивлением источника помехи значительно более высокая, чем в случае с электростатическим разрядом или мощность источника помехи значительно превосходит допустимую мощность защитных элементов.
Например, при известной максимально допустимой амплитуде импульса перенапряжения устанавливаются последовательные резисторы, которые ограничивают ток через TVS-диод. Трехступенчатая схема защиты, показанная на рисунке 3, сочетает в себе газоразрядник, варистор и TVS-диод, что позволяет эффективно распределить энергию импульса помехи между защитными элементами. Наиболее короткий фронт импульса (1 нс) вызывает срабатывание TVS-диода, далее срабатывает варистор (25…100 нс), который, как правило, имеет более высокую рассеиваемую мощность, и основная энергия поглощается в газовом разряднике (скорость срабатывания 0,1…1 мкс).
Последовательные резисторы Rmov и Rtvs обеспечивают режим работы защитных элементов и последовательность их срабатывания. TVS-диод, являющийся третьей, самой быстродействующей ступенью, осуществляет «чистовое» ограничение импульса помехи. Конструкторы данных приборов стремились подчеркнуть данный параметр наряду со стремлением увеличить его пиковую нагрузочную способность.
В результате из-за значительной площади кристалла электрическая емкость TVS-диода на порядок выше емкости типового стабилитрона.
С точки зрения ограничения импульсов данная особенность идет только на пользу – фактически, параллельно с быстродействующим полупроводником существует виртуальный высококачественный конденсатор, который дополнительно интегрирует короткие импульсные помехи. Это хорошо, когда речь идет о защите низкоскоростных линий связи или цепей питания. Но в защите нуждаются также и скоростные линии связи, для которых вносимая TVS-диодами емкость становится критичной.
Для этого производители предложили серии ограничителей напряжения с пониженной емкостью, но они, как правило, имеют небольшие значения пиковой рассеиваемой мощности. Если требуется защитить высокоскоростную линию более мощным супрессором, то применяются диодные и диодно-мостовые схемы, которые позволяют минимизировать влияние высокой собственной емкости защитного элемента на линию связи. Выбор диодов для мостовой схемы – отдельная задача для разработчика, поскольку, с одной стороны, диоды должны выдерживать большие импульсные токи и не уступать в быстродействии супрессору, с другой – иметь малую емкость перехода и малые значения токов утечки.
Чаще всего в таких схемах применяются диоды Шоттки, что позволяет получить нужные характеристики, но требует дополнительного места на печатной плате. У некоторых производителей подобные решения оформлены в виде диодно-супрессорных сборок, специально предназначенных для защиты высокоскоростных цепей. Компания Bourns, например, предлагает сборки серии CDSOT236 для защиты портов Ethernet или HDMI, сборки серии CDDFN для USB3.0 и так далее.
Резюмируя вышесказанное, можно сформулировать алгоритм подбора TVS-диода для конкретного приложения.
Выбор номинала рабочего напряжения супрессора по действующему напряжению защищаемой цепи. В нормальном режиме работы супрессор закрыт, через него протекает только нормированный ток утечки, который не оказывает влияния на работу электронной схемы.
Определение пикового аварийного тока или пиковой аварийной мощности супрессора. Максимальный ток рассчитывается из анализа максимального напряжения источника импульсного воздействия и эквивалентного последовательного сопротивления.
Если речь идет об электростатических разрядах, то используется Human Body Model или другая модель заряженного физического тела. Если расчет ведется относительно импульсов перенапряжения, то используются или данные об источнике помехи, или, если их нет – характеристики предыдущей ступени защиты, например, как на рисунке 3.
Определение времени воздействия аварийного тока. Пиковая мощность TVS-диодов напрямую зависит от времени воздействия импульса. Как правило, для получения оценки импульса воздействия достаточно руководствоваться стандартами по ЭМС [2].
Определение максимального напряжения ограничения TVS-диода. Ток помехи, амплитуда которого может достигать десятков, сотен, а иногда и тысяч ампер, вызывает всплеск на защитном диоде, который может в разы превышать его номинальное рабочее напряжение. Максимальное напряжение ограничения должно быть безопасным для защищаемой схемы.
Определение максимальной емкости схемы защиты.
Подробная методика расчета схем защиты на основе TVS приведена в [5].
Компания Bourns, как один из ведущих мировых производителей компонентов защиты цепей, предлагает широкий выбор TVS-диодов, позволяющих строить схемы защиты, удовлетворяющие требования таких стандартов как ГОСТ Р 51317.4.2-2010 (МЭК 61000-4-2:2008), ГОСТ Р 51317.4.4-2007 (МЭК 61000-4-4:2004), ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95).
Это и диоды в корпусах SMA, SMB, SMC, которые де-факто являются индустриальным стандартом, и диоды и сборки, предназначенные для экономии площади на печатной плате, и интегрированные решения для различных применений в промышленной и бытовой электронной технике. На рисунке 4 приведена удобная диаграмма для первоначального выбора супрессора от Bourns.
Рис. 4. Диаграмма для выбора супрессора производства Bourns
Серии SMAJ, SMBJ, SMCJ
Рис. 5. Внешний вид корпуса TVS-диодов серий SMA, SMB, SMC
Дискретные защитные диоды SMAJ, SMBJ и SMCJ в корпусах для поверхностного монтажа появились одними из первых, нашли широкое применение в различных изделиях и по праву считаются промышленным стандартом.
Их можно встретить на входах/выходах источников питания, в схемах защиты телекоммуникационного оборудования, в барьерах искрозащиты, в блоках грозозащиты и так далее. Внешний вид корпусов TVS-диодов серий SMAJ, SMBJ и SMCJ показан на рисунке 5.
Диоды серии SMAJ при компактных размерах позволяют рассеивать 400 Вт пиковой мощности в течение 1 миллисекунды, рассчитаны на 1 Вт статической нагрузки, соответствуют требованиям стандартов ЭМС [Р МЭК 4-2, 4-4, 4-5].
Серия SMBJ – более мощная, чем SMAJ, TVS-диоды этой серии позволяет рассеивать 600 Вт пиковой мощности в течение 1 миллисекунды, и до 5 Вт – в статическом режиме.
Серия SMCJ – еще более мощная. Она позволяет рассеивать 1500 Вт пиковой мощности в течение 1 миллисекунды, и до 5 Вт – в статическом режиме.
Усредненные характеристики этих серий приведены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики TVS-диодов серий SMAJ, SMBJ, SMCJ
| Наименование | Рабочее напряжение VRWM, В | Минимальное напряжение срабатывания VBR, В | Энергия рассеяния Ppk, Вт | Пиковый ток перегрузки IRSM, А | Рабочая температура, °С | |
| Однонаправленные | Двунаправленные | |||||
SMAJx. xA | SMAJx.xCA | 5…495 | 6,4…522 | 400 | 43,5…0,5 | -55…150 |
| SMBJx.xA | SMBJx.xCA | 600 | 65,3…0,8 | |||
| SMCJx.xA | SMCJx.xCA | 1500 | 163…2 | |||
Главное преимущество серий SMAJ, SMBJ и SMCJ – достаточно высокая пиковая мощность, позволяющая эффективно применять их для защиты от импульсов помех с высокими значениями энергии. Кроме того, значительная мощность рассеивания в статическом режиме позволяет использовать один и тот же TVS-диод еще и для защиты от «медленных» перегрузок – неисправностей источников питания, аварийных изменений напряжения питающей сети, а также применять плавкие и полимерные предохранители, время срабатывания которых может измеряться секундами. Неприятная особенность таких супрессоров – высокая электрическая емкость. Для низковольтных диодов ее значение может достигать 3000 пФ, для высоковольтных – 20 пФ.
Двунаправленные версии имеют емкость примерно на 40% меньше однонаправленных аналогов.
Серия CDSOD323
С развитием мобильной и портативной техники производители начали борьбу как за снижение паразитной емкости, так и за степень интеграции полупроводниковых схем. Компания Bourns выпустила линейку TVS-диодов CDSOD323, упакованную в корпуса формата SOD-323. Это позволило значительно сэкономить место на печатной плате. Несмотря на скромные размеры, серия обладает значительной пиковой импульсной мощностью в 350 Вт (некоторые модели – до 500 Вт), и соответствует стандартам ЭМС (Р МЭК 4-2, 4-4, 4-5). Правда, по сравнению с сериями SMA, SMB и SMBJ, мощность которых нормирована на время в 1 мс, импульсная мощность CDSOD323 приведена ко времени действия стандартного импульса 8/20 мкс [6, 7].
Рис. 6. Структурная схема и внешний вид CDSOD323-TxxLC и CDSOD323-TxxC
Часть номенклатуры CDSOD323 обладает малой емкостью и специально адаптирована для линий передачи данных, например, CDSOD323-TxxLC.
Типовая емкость диодов составляет примерно 1 пФ, что позволяет применять CDSOD323-TxxLC для защиты цепей HDMI 1.4, DVI, USB 3.0, микросхем памяти и портов подключения SIM-карт. Серия рассчитана на рабочие напряжения 5…24 В и воздействие статического разряда до 30 кВ. Также, с точки зрения емкости, интересна серия CDSOD323-TxxC. Этот параметр у нее составляет порядка 3 пФ, а рабочее напряжение – 3…24 В. Рассчитана данная серия на воздействие статического разряда до 30 кВ. Эти сборки с успехом применяются для защиты портов ввода-вывода, USB, мобильных устройств и тому подобного. Внутренняя структурная схема и внешний вид ограничителей напряжения серий CDSOD323-TxxLC и CDSOD323-TxxC показаны на рисунке 6, а обобщенные характеристики приведены в таблице 2.
Таблица 2. Характеристики серий CDSOD323-TxxLC и CDSOD323-TxxC
| Наименование | Рабочее напряжение VRWM, В | Минимальное напряжение срабатывания VBR, В | Энергия рассеяния Ppk, Вт | Емкость на 1 МГц C, пФ | ESD-защита, кВ | Рабочая темп-ра, °С | |
| Однонаправленные | Двунаправленные | ||||||
| CDSOD323-TxxL | CDSOD323-TxxLC | 5…24 | 6…26,7 | 350/250 | 1 | до 30 | -55…150 |
| CDSOD323-Txx | CDSOD323-TxxC | 3,3…24 | 4…26,7 | 350 | 3 | ||
| CDSOD323-T12C-DSL | 12 | 13 | |||||
| CDSOD323-T24C-DSL | 24 | 26,7 | |||||
В линейке представлены также специализированные диоды CDSOD323-TxxC-DSL.
Это серия двунаправленных диодов, состоящая всего из двух позиций – на 12 и 24 В – предназначенных для защиты линий VDSL, модемов, роутеров. Серия характеризуется малой емкостью (3 пФ) и очень малым током утечки (1 нА).
Серия CDSOT23
Дальнейшая миниатюризация современной аппаратуры явилась причиной размещения защитных диодов в другом популярном типе корпуса – SOT-23. Согласно стандарту JEDEC, данный корпус может иметь модификации на 3, 5, 6 и 8 выводов, что позволяет использовать его для широкого круга задач. Компания Bourns выпускает линейку сборок TVS-диодов в корпусах SOT-23 различной конфигурации и различного функционального назначения. Например, сборка CDSOT23-SM712 имеет всего одну модификацию, но позволяет строить схемы защиты на напряжение 7 или 12 В за счет использования несимметричных супрессоров в своей структуре.
Схема и внешний вид сборки показаны на рисунке 7.
Рис. 7. Схема и внешний вид CDSOT23-SM712
Характеристики CDSOT23-SM712 приведены в таблице 3.
Таблица 3. Характеристики TVS-диодов CDSOT23-SM712
| Параметр | Символ | Значение | |
| Энергия рассеяния, В | Ppk | 400 | |
| Рабочее напряжение, В | Выводы 3-1 и 3-2 | Vwm | 7 |
| Выводы 1-3 и 2-3 | 12 | ||
| Минимальное напряжение срабатывания, В | Выводы 3-1 и выводы 3-2 | VBR | 7,5 |
| Выводы 1-3 и выводы 2-3 | 13,3 | ||
| Максимальный ток утечки, мкА | Выводы 3-1 и выводы 3-2 | ID | 20,0 |
| Выводы 1-3 и выводы 2-3 | 1,1 | ||
| Максимальная емкость канала на 1 МГц, пФ | Выводы 3-1 и выводы 3-2 | CD | 75 |
| Выводы 1-3 и выводы 2-3 | |||
| ESD, согласно IEC 61000-4-2, кВ | Минимальный контактный разряд | ESD | ±8 |
| Максимальный контактный разряд | ±30 | ||
| Минимальный воздушный разряд | ±15 | ||
| Максимальный воздушный разряд | ±30 | ||
| Рабочая температура, °С | Тopr | -55…150 | |
Сборка CDSOT23-SRV05-4 предназначена для защиты четырех линий ввода-вывода или цифрового интерфейса.
Содержит в себе диодную схему и один супрессор, который ограничивает выбросы напряжения. За счет низкой емкости (3,5 пФ) может применяться для защиты цепей USB 2.0, Ethernet 10/100/100 Base T, DVI.
Схема и внешний вид CDSOT23-SRV05-4 приведены на рисунке 8.
Рис. 8. Схема и внешний вид CDSOT23-SRV05-4
Характеристики CDSOT23-SRV05-4 приведены в таблице 4.
Таблица 4. Характеристики TVS-диодов CDSOT23-SRV05-4
| Параметр | Символ | Значение | |
| Пиковый импульсный ток при tp = 8/20 мкс, А | IPP | 30 | |
| Пиковая импульсная мощность при tp = 8/20 мкс, Вт | PPP | 500 | |
| Рабочее напряжение, В | VWM | 5 | |
| Минимальное напряжение срабатывания, В | VBR | 6 | |
| Ток утечки, мкА | IL | 5 | |
| Емкость, пФ | Cj(SD) | 3,5 | |
| ЭСР, согласно IEC 61000-4-2, кВ | Контактный разряд | ESD | 8 |
| Воздушный разряд | 15 | ||
| НИП, согласно IEC 61000-4-4 5/50 мкс, А | EFT | 40 | |
| Рабочая температура, °С | Тopr | -55…150 | |
В характеристиках сборки CDSOT23-SRV05-4 производитель указывает параметры, относящиеся к защите от наносекундных импульсных помех (НИП), что может быть полезным при проектировании устройств в соответствии со стандартами по электромагнитной совместимости.
Сборка CDSOT236-0504C имеет внутреннюю структуру, аналогичную CDSOT23-SRV05-4, и также предназначена для защиты высокоскоростных портов в соответствии с требованиями ЕСР (согласно IEC 61000-4-2), НИП (согласно IEC 61000-4-4) и МИП (согласно IEC 61000-4-5). Главная особенность данного изделия – низкие значения параллельной и межканальной емкостей. Характеристики CDSOT236-0504C приведены в таблице 5.
Таблица 5. Характеристики CDSOT236-0504C
| Параметр | Символ | Значение |
| Пиковый импульсный ток при tp = 8/20 мс, А | IPP | 5,5 |
| ESD, согласно IEC 61000-4-2, воздушный разряд для выводов I/O, кВ | VESD_IO | 15,0 |
| ESD, согласно IEC 61000-4-2 контактный разряд для выводов I/O, кВ | 8,0 | |
| ESD, согласно IEC 61000-4-2 воздушный и контактный разряды для выводов VCC to GND, кВ | VESD_VCC | 30,0 |
| Максимальное рабочее напряжение, В | VRWM | 5,0 |
| Минимальное напряжение срабатывания, В | VBR | 6,0 |
| Максимальный ток утечки VRWM, мкА | IL | 2,0 |
| Максимальный ток утечки канала VRWM, мкА | ICD | 1,0 |
| Максимальная емкость канала на 1 МГц, пФ | CIN | 1,2 |
| Максимальная межканальная емкость на 1 МГц, пФ | CCROSS | 0,12 |
| Максимальный разброс емкости канала на 1 МГц, пФ | ΔCIN | 0,05 |
| Рабочая температура, °С | Тopr | -55…150 |
Серия PTVS
TVS-диоды из серии PTVS (Power TVS) – это сильноточные двунаправленные ограничители напряжения, предназначенные для установки на шины питания постоянного или переменного токов большой мощности.
Диоды PTVS ранжируются по мощности и имеют корпуса как для установки в отверстия, так и для поверхностного монтажа, при этом выпускаются всего на два рабочих напряжения: 58 и 76 В. Характеристики диодов серии PTVS приведены в обзорной таблице 6.
Таблица 6. Характеристики PTVS
| Наименование | Описание | Пиковое рабочее напряжение VWM, В | Максимальный пиковый ток IPPM, A |
| PTVS3-xxxC-TH | PTVS (высокотемпературная серия повышенной мощности) | 58…76 | 3000 |
| PTVS6-xxxC-TH | 6000 | ||
| PTVS10-xxxC-TH | 10000 | ||
| PTVS15-xxxC-TH | 15000 | ||
| PTVS3-xxxC-SH | 3000 | ||
| PTVS10-xxxC-SH | 10000 | ||
| PTVS15-xxxC-SH | 15000 |
Линейка PTVS соответствует стандарту Р МЭК 4-5 в части требований по устойчивости к воздействию импульса тока 8/20 мкс.
Заключение
Сегодня сложно представить себе серьезное электронное устройство, коммуникационные порты и система питания которого не защищены ограничителями напряжения. TVS-диоды за последние два десятилетия стали обязательными элементами бытовой, промышленной, медицинской, измерительной и прочей аппаратуры.
Компания Bourns предлагает широкую линейку TVS-диодов, – от классических до сверхмощных, – включая диоды и сборки в миниатюрных корпусах, адаптированные под высокоскоростные цифровые линии связи. Продукция компании полностью соответствует стандартам ЭМС. Наиболее популярные артикулы TVS-диодов производства Bourns поддерживаются на складах официального дистрибьютора – компании КОМПЭЛ. С получением статуса официального партнера складская программа КОМПЭЛ по всем продуктам Bourns будет расширяться, что сделает технологические достижения Bourns доступнее для отечественных разработчиков.
Литература
- В.Колосов, В. Мухтарулин. Устранение недопустимых воздействий на электронную аппаратуру из сетей электропитания.
СТА, №2/2001.2. ГОСТ Р 51317.4.2-2010 (МЭК 61000-4-2:2008). - ГОСТ Р 51317.4.2-2010 (МЭК 61000-4-2:2008)
- ГОСТ Р 51317.4.4-2007 (МЭК 61000-4-4:2004).4. ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)
- ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)
- А.Кадуков. Выбор и применение полупроводниковых TVS-диодов TRANSZORB. КиТ, №3/2001.
- CDSOD323-TxxC. Data sheet.
- CDSOD323-TxxLC. Data sheet.
СТА, №2/2001.2. ГОСТ Р 51317.4.2-2010 (МЭК 61000-4-2:2008).Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.
•••
ГОСТ Электронные символы: Диоды Clip Art Image
автор: rones
Графические символы диодов на принципиальных схемах, определенные в стандарте ГОСТ (почти в стиле IEC)
Это полностью бесплатное изображение ГОСТ Электронные символы: Диоды , который вы можете скачать, опубликовать и использовать для любых целей.
Теги: схема, диод, электронная, гост, полупроводник, условное обозначение, шаблон
Лицензия на изображение: CC0 Права не защищены
Вы можете копировать, изменять, распространять и выполнять работу даже в коммерческих целях, не спрашивая разрешения и бесплатно.
Эта картина совершенно бесплатна.
Загрузить рисунок в виде файла SVG
Файлы SVG представляют собой наиболее качественную визуализацию этого рисунка и могут использоваться в последних версиях Microsoft Word, PowerPoint и других офисных инструментов.
Скачать в формате PNG 225px x 712px
Файлы PNG являются наиболее совместимыми. Используйте это на своей веб-странице, в презентации или в печатном документе.
Similar Clip Art Images
Electrical Terms And Symbols
6
Colorful Diodes
3
GOST Electronic symbols: Most popular electronic components
1
Strip Board Image
2
ГОСТ Электронные символы: Транзисторы
0
Схема двигателя
3
Зеленая плата.
Символы2
Процент заряда батареи
3
Схема цепи
2
Cartoon Whale
70026Семейный силуэт
5
2014 Shiny 3D
2
Часто задаваемые вопросы
Можно ли использовать ГОСТ клип Электронная художественная символика: диоды?
Да, этот клипарт можно использовать совершенно бесплатно, в том числе и в коммерческих целях. Вы можете использовать, распространять или даже продавать это изображение без выплаты каких-либо авторских отчислений и указания авторства. Поскольку за использование изображения не взимается плата, оно идеально подходит для использования в рекламных и маркетинговых материалах, в классах и как часть вашего продукта.
Могу ли я использовать этот ГОСТ Электронные символы: Диоды картинки в Microsoft Office?
Да, этот рисунок на 100% совместим с Microsoft Office, включая Microsoft Word и PowerPoint.
Вы можете загрузить эту графику в виде высококачественного файла SVG, который масштабируется до любого размера без размытия. Затем SVG можно импортировать в ваше офисное программное обеспечение, будь то Microsoft Office, Apple Pages или LibreOffice.
Можно ли распечатать ГОСТ Электронные символы: Диоды картинки?
Да, эта картинка подходит для печати и отлично будет смотреться на плакатах, флаерах и раздаточных материалах. Эти изображения масштабируются без потери качества и будут отлично смотреться даже на широкоформатных плакатах и с высоким разрешением.
Могу ли я использовать
ГОСТ Электронные символы: Диоды на моем сайтеДа, вы можете скачать и использовать ГОСТ Электронные символы: Диоды рис на вашем сайте. Это изображение совместимо с Squarespace, Wix, WordPress, Webflow и всеми популярными пакетами для публикации веб-сайтов, которые позволяют вам публиковать фотографии.
О компании | Загрузить | Политика конфиденциальности | Условия использования
Copyright © 2023 WordMint LLC.
Все права защищены.
Ролловер, блокировка и дублирование — Deskthority wiki
Эта статья незавершенная. Вы можете помочь Deskthority, расширив его.
Диоды на клавиатуре Zenith Supersport SX
Перемещение , блокировка и ореол — это взаимосвязанные термины, которые часто возникают при обсуждении способности клавиатуры регистрировать несколько клавиш одновременно. Часто возникает путаница в отношении того, чему именно они соответствуют, что усугубляется чрезмерно усердными отделами маркетинга, использующими их вводящими в заблуждение способами или взаимозаменяемыми терминами.
Содержимое
- 1 Двоение
- 2 Блокировка
- 3 Матрица, оптимизированная для игр
- 4 Переключение клавиш
- 4.1 Переключение клавиш
- 4.2 Техническое объяснение NKRO
- 4.3 Интерфейс ограничен NKRO
- 4.4 2КРО, 6КРО и др.
- 5 Ошибки транспонирования
- 6 Проверка одновременного нажатия клавиш
- 7 См. также
Ghosting
Ghosting — это потенциальная проблема, когда определенные комбинации трех или более ключей могут привести к регистрации дополнительного ключа. Двоение — это редкая проблема, которая является признаком серьезного конструктивного недостатка клавиатуры. Многие производители неправильно используют термин «фантомное изображение» для обозначения блокировки или используют термин «анти-фантомное изображение» для обозначения матрицы, оптимизированной для игр.
Для упрощения схемы клавиши на клавиатуре объединены в сетку, известную как матрица клавиатуры. Контроллер клавиатуры по очереди применяет ток к каждому столбцу матрицы и проверяет, какие строки выводят ток. Это указывает, какие пересечения сетки в этом столбце являются замкнутыми переключателями, то есть нажатыми клавишами. Двоение происходит, когда ток течет по матрице в неправильном направлении и заставляет строку выводить ток, когда этого не должно быть.
В следующем очень упрощенном примере матрицы показаны три нажатые клавиши, W, E и D:
Матрица подала ток на столбец B, чтобы проверить, какие клавиши в этом столбце нажаты. Ток протекает через переключатель B1 и выходит из строки 1, поэтому пересечение B1 — клавиша W — обнаружено.
Ток также протекает в неправильном направлении через переключатель C1, затем вниз через C2 и из строки 2. Поскольку контроллер клавиатуры подает ток только на столбец B, он ошибочно принимает ток в строке 2 за указание на то, что переключатель B2 в этом столбце — клавиша S — нажата. Этот переключатель является «призраком»: компьютер увидит, что клавиша S (переключатель B2) нажата, когда это не так.
Этот обратный ток можно предотвратить в некоторых клавиатурах с помощью диодов. Диоды — это компоненты электронной схемы, которые пропускают ток только в одном направлении. Диодный защитный переключатель C1 предотвращает протекание через него тока, и переключатель B2 больше не обнаруживается по ошибке:
Подробное описание этого процесса можно найти на сайте dribin.
org.
Диоды можно использовать только на клавиатурах с жесткой печатной платой. Мембранные клавиатуры, такие как резиновые купола и большинство клавиатур с изгибающимися пружинами, не имеют места для установки диодов и не могут поддерживать диодную защиту. Емкостные клавиатуры не имеют электрических переключателей и поэтому с самого начала невосприимчивы к этой проблеме, хотя обычно у них есть печатная плата.
Клавиатуры без печатной платы решают эту проблему с помощью блокировки: контроллер ограничивает количество одновременно нажимаемых клавиш до безопасного предела. Поскольку ореолы возникают при нажатии трех из четырех клавиш в квадратной части матрицы (что обычно не соответствует группе из четырех физических клавиш), безопасным пределом считается две клавиши: любая третья клавиша, нажатая после этого, просто не зарегистрирован, чтобы защититься от третьего ключа, вызывающего появление фантомных изображений. Такие клавиатуры обозначаются как двухклавишный перекидной , или 2КРО .
Клавиатуры с диодной защитой, которые могут обнаруживать неограниченное количество одновременных нажатий клавиш, называются N-key rollover или NKRO .
Блокировка
Блокировка — это средство предотвращения дублирования, когда контроллер запрограммирован на обнаружение комбинаций нажатий клавиш, которые могут вызвать дублирование, и игнорирование всех клавиш, которые могут быть результатом дублирования. Блокировка — это простой и распространенный способ решения проблемы фантомных изображений, но он приводит к пропуску/игнорированию нажатий клавиш, что создает проблемы для геймеров.
Матрица, оптимизированная для игр
Этот и подобные ему термины используются производителями для описания клавиатуры, матрица коммутации которой разработана таким образом, чтобы предотвратить блокировку некоторых часто используемых игровых комбинаций. Он не устраняет блокировку, а просто пытается избежать ее для определенных целей.
Во многих случаях это не более чем маркетинговая реклама и не дает ощутимых преимуществ по сравнению с обычной клавиатурой.
Однако на некоторых клавиатурах качество оптимизации означает, что в большинстве случаев оно почти так же хорошо, как клавиатура NKRO.
См. трассировки матрицы контроллера для конкретных матриц и их особенностей.
Переключение клавиш
Переключение клавиш — это показатель того, сколько клавиш может быть одновременно зарегистрировано клавиатурой. Клавиатуры могут иметь несколько типов опрокидывания, и любые ограничения, которые они имеют, возникают из-за разных проблем и имеют разные последствия.
n-Key Rollover
n-Key Rollover, обычно называемый NKRO, относится к клавиатуре, которая не страдает ни от блокировки, ни от фантомных изображений. В настоящей клавиатуре NKRO можно одновременно нажимать любое число и/или комбинацию клавиш, и все они будут зарегистрированы правильно.
Техническое объяснение NKRO
Внедрение NKRO включает в себя предотвращение появления ореолов на электрическом уровне. Этого можно добиться двумя способами:
- Клавиатура может быть изготовлена с переключателями, которые не позволяют току проходить непреднамеренными путями, такими как емкостные переключатели или переключатели на эффекте Холла.
- Вставьте диоды вдоль столбцов матрицы переключения, чтобы ток мог течь только в правильном направлении.
И то, и другое было обычной практикой до середины восьмидесятых, когда сокращение затрат привело к тому, что блокировка стала стандартным способом предотвращения фантомных изображений.
NKRO с ограничением интерфейса
Протокол USB HID полностью поддерживает одновременное нажатие N клавиш. Однако совместимая версия HID, которую реализуют все существующие системы, ограничивает USB-клавиатуры сообщением всего шести обычных клавиш вместе с четырьмя модификаторами. Дополнительные клавиши, нажатые сверх установленного лимита, обычно приводят к тому, что некоторые другие клавиши теряются.
Многие USB-клавиатуры используют обходные пути для обхода этого ограничения; самый распространенный трюк — имитировать несколько конечных точек, например. клавиатура притворяется USB-концентратором с несколькими подключенными клавиатурами. Когда одновременно нажато более шести клавиш, контроллер клавиатуры имитирует до шести клавиш, поступающих с одной из его виртуальных клавиатур, а остальные — с других виртуальных клавиатур.
Такого рода уловки приводят к проблемам совместимости с некоторыми системами; см. Проблемы с NKRO-через-USB для решения этой проблемы.
2KRO, 6KRO и другие
Иногда переключение ключа описывается цифрой. Эта практика несколько сбивает с толку, потому что она означает разные вещи в разных контекстах. Соглашение, используемое всеми серьезными брендами клавиатур, состоит в том, чтобы использовать число, которое представляет наихудшего случая всех возможных комбинаций клавиш на клавиатуре.
2KRO часто используется для описания клавиатуры с блокировкой и означает, что «любая комбинация двух клавиш гарантированно будет работать, и некоторые комбинации из трех или более клавиш будут работать, а другие — нет».
6KRO часто используется для описания клавиатуры, которая внутри NKRO, но ограничена вариантом используемого протокола USB. Этот вариант часто выбирают, потому что он имеет наименьшие проблемы с привередливыми хостами.
Он позволяет использовать шесть произвольно выбранных клавиш плюс любую комбинацию четырех пар модификаторов (Shift, Control, Alt и Windows/Command).
Некоторые значения ролловеров, превышающие 6, такие как 12KRO, 18KRO или 22KRO, используются для обозначения сильно оптимизированных матриц или клавиатур NKRO с ограниченным интерфейсом, которые преодолели ограничение в 6 клавиш.
10KRO и 14KRO иногда используются брендами, которые не придерживаются общепринятых в отрасли правил подсчета опрокидывания. Чаще всего это означает 6KRO через USB, но считается как 6 клавиш + модификаторы (4 или 8).
Ошибки транспонирования
Ошибки транспонирования возникают, когда несколько ключей, введенных в быстрой последовательности, регистрируются в неправильном порядке. Например, набрав A, затем B, затем C, и зарегистрировав клавиатуру ACB или BAC. Как и в случае с ореолом, это является результатом дефекта конструкции контроллера и не считается допустимым отказом.
