过压保护器件

可直接替代产品型号 PI产品 TECCOR产品
2、A表示冲击电流50A(10/560us),B表示冲击电流100A(10/560us),C表示冲击电流100A(10/1000us)。
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可供产品型号 ST产品
LT0602A LT0602* LT0602B LT0602C LT3072A LT3072 LT3072B* LT3072C* LT1602A LT1602* LT1602B LT1602C
TISP4082F3(SL)
P0720A(E/S) P0720B(E/S) P0720C(E/S)
TISP4072F3(SL)
P0640A(E/S) P0640B(E/S) P0640C(E/S) P0300A(E/S) P0300B(E/S) P0300C(E/S) P0080A(E/S) P0080B(E/S) P0080C(E/S)
偏，器件可以通过大电流，因而处于低阻通态区。完 全导通时，其伏安特性曲线与整流元件相似。
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四、过压保护器件
制作工艺及其质量 保证
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芯片制作工艺及其质
量保证（略）
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•芯片封装工艺步骤
金属化
粘 片

划片之后，将贴有圆片的绷膜环 安装在粘片机上，光学扫描仪在大 圆片上检测到好管芯后，将之从蓝 膜上顶起，用吸嘴吸起送至支撑台 上，使之通过粘接剂粘在引线框架 上。
可供产品型号 ST产品
P1300A(E/S) P1300* P1300B(E/S) P1300C(E/S) P1100A(E/S) P1100* P1100B(E/S) P1100C(E/S) P0800A(E/S)* P0800 P0800B(E/S) P0800C(E/S)* P 系 列 P0720A(E/S) P0720 P0720B(E/S) P0720C(E/S) P0640A(E/S) P0640 P0640B(E/S) P0640C(E/S) P0300A(E/S) P0300* P0300B(E/S) P0300C(E/S) P0080A(E/S)* P0080 P0080B(E/S) P0080C(E/S) 注：1、*为正在研发的产品 SMP75-8 SMP100LC-8(S) SMP100LC-25(S) SMP100LC-65(S) SMP50-62(S) SMP100LC-90(S) SMP50-68(S) SMP100LC-120(S) SMP50-100(S) SMP50-120(S)
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粘 片
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键 合

过压保护器件所采用的键合方式为 引线键合。引线键合是用热超声的方法， 分别把引线键合到芯片和和引线框架的 表面，即在芯片的每个I/O端和与其相对 应的封装引脚之间键合上一根或多根金 属细丝。
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塑 封

在芯片被粘接到框架上之后，将框
Leabharlann Baidu架送入多个型腔的包封模，通过递模成
被保护 设备
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二、主要防雷元件

气体防雷管（间隙放电器件）1000ns 压敏电阻器 (MOV) 瞬态二极管 过压保护器件 25ns 0.1ns 0.1ns
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器件类别
保护方式 原理 响应时间 电容 最大瞬间电流 （8/20μs） 最大漏电流 重复使用可靠性 主要优点 主要缺点
半导体放电管
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46
过电压保护器件分类
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六、过压保护器件 选型
过电压保护器件的选择

截止电压的选择 转折电压的选择 维持电流的选择


寄生电容的选择
峰值电流的选择
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截止电压的选择
必须大于被保护的电路的最大工作电压 如：对ISDN： 最大直流电压：150V 信号电压：3V 截止电压V≥153V

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双向过压保护器件I-V曲线
转折电压的选择

必须小于设备能承受的最大瞬态峰值电 压
维持电流的选择
必须大于设备的工作电流和短路电流。
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寄生电容的选择
根据电路所允许的插入损耗确定
峰值电流的选择
根据电路形式确定
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七、过压保护器件
产品简介
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可供产品型号 ST产品
P3500A(E/S) P3500 P3500B(E/S) P3500C(E/S) P3100A(E/S) P3100 P3100B(E/S) P3100C(E/S) SMP50-270(S) SMP80-270(S) SMP100LC-270(S)
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雷击损坏设备的渠道
室外传输线 路遭受雷击 闪电带来的电 磁脉冲辐射
地电位反击
被保护设备
4
浪涌电压
电 压
浪涌电压 幅值很高
维持时间很短 在微秒级
时间
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雷电流对比图
6
工业过电压
瞬间过电压 – 电气短路、开路 (circuit breaker, fuse...) – 开关电闸 (switching circuits...) – 感性容性负载通断 临时过电压 – 相线错误、地线错误 (IT network...) – 零线开路
型工艺用热固型塑料进行包封。
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电 镀
在电路的引脚上镀上所需的金属，
其作用如下： 保护金属框架不被腐蚀 保证IC的可焊性
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冲切成型
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SOP8微型塑料封装
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五、过电压保护器件
分类
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过电压保护器件性能
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过电压保护器件参数
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过电压保护器件封装形式
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过电压保护器件封装形式
半导体过电压保护器件
采用了先进的离子注入技术，开启电压的 一致性好，明显优于气体放电管和压敏电 阻 采用了SCR结构，浪涌电流的吸收能力强， 明显优于瞬态抑制二极管(TVS) 纳秒（10E-9）级的响应速度 无极性、双向保护、可靠性高、寿命长

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三、过压保护器件 工作原理
基本结构与电特性
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浪涌电压对设备损伤后果
部分或整体损坏
干扰正常功能，无法完成正常使
用效果
设备加速老化，缩短寿命
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雷击损坏图例
电路板及元 器件损坏
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防雷保护
基本准则
雷击点 传 导 设 备
防雷器安装在雷击发生点 到被保护设备之间
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实现分级浪涌保护示意
外接线路
CLAS S I
CLASS II
CLAS S III
流也增大，这就是电压增加，电流急剧增加的
雪崩区 。
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过电压保护器件的反向偏置示意图
负阻区
当外加电压增加到大于VBO 时，由于雪崩倍 增效应而产生了大量的电子空穴对，此时这些载流 子在强场的作用下，电子进入n2区，空穴进入p1区， 由于不能很快复合而分别堆积起来，使J2空间电荷 区变窄。由此使p1区电位升高、n2区电位下降，起 了抵消外电压的作用。随着J2结区电场的减弱，降 落在J2结上的外电压将下降，雪崩效应也随之减弱。 另一方面，J1、J3结的正向电压却有所增加，注入 增强，造成通过J2结的电流增大，于是出现了电流 增加电压减小的负阻现象。
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低阻通态区
如上所述，雪崩效应使J2结两侧形成空穴和电
子的积累，造成J2结反偏电压减小；同时又使J1、J3 结注入增强，电流增大，因而J2结两侧继续有电荷积
累，结电压不断下降。当电压下降到雪崩倍增完全停
止，结电压全部被抵消后，J2结两侧仍有空穴和电子
积累时，J2结变为正偏。此时，J1、J2和J3全部为正
过电压保护器件 知识简介
1
过电压保护器件

1、浪涌电压的来源


2、主要防雷元件简介
3、过电压保护器件工作原理


4、过电压保护器件工艺及其质量保证
5、过电压保护器件分类


6、过电压保护器件选型
7、过电压保护器件简介

8、过电压保护器件的应用
2
一、浪涌电压的来源
1、雷击、闪电 2、工业过电压 3、静电感应（ESD） 4、核磁辐射

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静电感应
Electro-Static Discharge
人体的电容量大约为
100 至 300 pF 在地毯上行走大约会产生 25-40 kV 的高压 在接触时约会产生 5 到 15 kV / 25 ns 的放电 对极为敏感的集成电路产生干扰或 破坏
8
核电磁脉冲
核辐射 电场 磁场
SMP50-220(S)
SMP80-220(S)
TISP4290F3(SL)
P2600A(E/S)
P2600B(E/S) P2600C(E/S)
SMP50-240(S) SMP80-240(S) SMP100LC-230(S) SMP50-200(S) SMP80-200(S) SMP100LC-200(S) TISP4260F3(SL) P2300A(E/S) P2300B(E/S) P2300C(E/S) P2000A(E/S) P2000B(E/S)
以上能量的瞬变带来的浪涌脉冲
• EM field > 50 kV/m
• Rise Time : 10 ns
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统计数据
通讯及数据传输处理设备损失比例 Insurance 保险公司统计
盗窃 26% 雷击 13%
水灾 9% 其它自 然灾害 7%
其它故 障13% 火灾 26% 电器故 障6%
本数据未包 含因实施防 雷保护而减 少的雷击损 失
P1800A(E/S) P1800B(E/S) P1800C(E/S)
P1500A(E/S)
P1500 P1500B(E/S)* P1500C(E/S)*
SMP50-140(S)
TISP4180F3(SL)
P1500A(E/S)
55 P1500B(E/S)
SMP100LC-140(S) P1500C(E/S)
可直接替代产品型号 PI产品
TISP4150F3(SL)
TECCOR产品
P1300A(E/S) P1300B(E/S) P1300C(E/S)
TISP4125F3(SL)
P1100A(E/S) P1100B(E/S) P1100C(E/S) P0800A(E/S) P0800B(E/S) P0800C(E/S)
负阻
气体放电管
负阻 气体电离导电 >1μs 1pF 20000A
TVS二极管
箝位 雪崩二极管 < 1ns 50pF 50A 20μA 可能损坏 低电压使用，价廉 瞬间电流最小 16
固态四层可控硅结构 <1ns 50pF 3000A 1μA 无限重复使用 精确导通，无限重复， 快速响应 瞬间电流较小
1pA 可能蜕化
P 系 列
P2300A(E/S) P2300 P2300B(E/S) P2300C(E/S) P2000A(E/S) P2000 P2000B(E/S)
P2000C(E/S)
P1800A(E/S) * P1800 P1800B(E/S) * P1800C(E/S) SMP100LC-160(S)
P2000C(E/S)
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工作原理
反向工作状态（K端接正、A端接负） 正向工作状态（A端接正、K端接负）
1、阻断区； 2、雪崩区； 3、负阻区； 4、低阻通态区。
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阻断区
此时器件两端所加电压低于击穿电压，
J1正偏，J2为反偏，电流很小，起了阻挡
电流的作用，外加电压几乎都加在了J2 上。
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雪崩区
当外加电压上升接近J2结的雪崩击穿电压时， 反偏J2结空间电荷区宽度扩展的同时，结区内 电场大大增强，从而引起倍增效应加强。于是， 通过J2结的电流突然增大，并使流过器件的电
TVS二极管
TVS二极管是特别设计用来提供过压保护 的二极管。它在反向应用条件下，当承受瞬 变电压超过其击穿电压时，其工作导通电阻 很小，允许大电流通过，并将电压箝位到预 定水平，从而起到保护作用。TVS二极管的 最大优点是箝位系数小，体积小、响应速度 快、每次经受瞬变电压和浪涌后其性能不会 退化，可靠性高等。其缺点是寄生电容大， 耐电流量小。
瞬间电流最大 响应时间缓慢
气体放电管
气体放电管有两个电极，它们安置在 一个充满惰性气体的管子内，彼此相距很 近。在断路状态下，电阻很大，寄生电容 很小；当高电压（90，150，230，260和 350V是典型的气体管电压）加到两极时， 管中的气体发生电离，电路导通，导通电 阻很小，可承受很大的冲击电流，但导通 速度较慢（us级），可靠性差，每次冲击 都会退化，承受几百次的冲击后，就会失 效。
可直接替代产品型号 PI产品 TECCOR产品
P3500A(E/S) P3500B(E/S) P3500C(E/S) TISP4389F3(SL) P3100A(E/S) P3100B(E/S) P3100C(E/S)
P2600A(E/S)
P2600 P2600B(E/S) P2600C(E/S) P2400A(E/S) P2400 P2400B(E/S) P2400C(E/S)