TVS Diodes: Funktion und Anwendung

What are TVS Diodes?

• Transient Voltage Suppressor (TVS) diodes are a type of semiconductor device designed to protect electronic circuits from voltage spikes or transients.
• They are used to safeguard against overvoltage conditions that can damage or destroy sensitive electronic components.

How TVS Diodes Work

• TVS diodes operate by clamping or diverting the excessive voltage away from the protected circuit.
• When a voltage spike exceeds a certain threshold, the TVS diode becomes conductive, allowing the excess energy to be dissipated.
• Once the voltage returns to a safe level, the TVS diode reverts to its non-conductive state.

Types of TVS Diodes

• Unidirectional TVS Diodes: Protect against voltage spikes in one direction (e.g., positive or negative).
• Bidirectional TVS Diodes: Protect against voltage spikes in both directions (e.g., both positive and negative).

Characteristics

• Voltage Rating: The maximum voltage a TVS diode can withstand without failing.
• Response Time: The time it takes for the TVS diode to respond to a voltage spike.
• Power Rating: The amount of power a TVS diode can handle during a voltage spike.
• Circuit Breakdown Voltage: The voltage at which the TVS diode becomes conductive.

Applications

• Electrical Surge Protection: TVS diodes are used to protect against power surges, lightning strikes, and other electrical disturbances.
• Electromagnetic Interference (EMI) Protection: TVS diodes are used to shield against electromagnetic interference and radio-frequency interference (RFI).
• Overvoltage Protection: TVS diodes are used to protect against voltage spikes caused by faulty power supplies, inductive loads, or other sources.

Advantages

• Fast Response Time: TVS diodes can respond to voltage spikes in nanoseconds.
• Low Clamping Voltage: TVS diodes can clamp voltage spikes to a safe level, minimizing damage to protected circuits.
• High Reliability: TVS diodes are designed to withstand repeated voltage spikes without failing.

TVS-Dioden: Übersicht

• TVS-Dioden sind Halbleiterbauelemente, die elektronische Schaltungen vor Spannungsspitzen oder Transienten schützen.

Arbeitsweise von TVS-Dioden

• TVS-Dioden arbeiten durch das Abdämpfen oder Umleiten von überhöhten Spannungen von der geschützten Schaltung.
• Wenn eine Spannungsspitze einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, wird die TVS-Diode leitend, sodass die überschüssige Energie abgeführt werden kann.
• Sobald die Spannung wieder auf einen sicheren Wert zurückkehrt, kehrt die TVS-Diode in ihren nicht-leitenden Zustand zurück.

Arten von TVS-Dioden

• Unidirektionale TVS-Dioden: Schützen vor Spannungsspitzen in eine Richtung (z.B. positiv oder negativ).
• Bidirektionale TVS-Dioden: Schützen vor Spannungsspitzen in beiden Richtungen (z.B. positiv und negativ).

Eigenschaften

• Spannungsbeiwert: Die maximale Spannung, die eine TVS-Diode aushalten kann, ohne auszufallen.
• Reaktionszeit: Die Zeit, die eine TVS-Diode benötigt, um auf eine Spannungsspitze zu reagieren.
• Leistungsbeiwert: Die Menge an Leistung, die eine TVS-Diode während einer Spannungsspitze handhaben kann.
• Schaltkreis-Zusammenbruchsspannung: Die Spannung, bei der die TVS-Diode leitend wird.

Anwendungen

• Elektrischer Überspannungsschutz: TVS-Dioden werden verwendet, um vor Stromschlägen, Blitzschlägen und anderen elektrischen Störungen zu schützen.
• Schutz vor elektromagnetischen Störungen (EMI): TVS-Dioden werden verwendet, um vor elektromagnetischen Störungen und Radiofrequenzstörungen (RFI) zu schützen.
• Überspannungsschutz: TVS-Dioden werden verwendet, um vor Spannungsspitzen zu schützen, die durch fehlerhafte Stromversorgungen, induktive Lasten oder andere Quellen verursacht werden.

Vorteile

• Schnelle Reaktionszeit: TVS-Dioden können auf Spannungsspitzen in Nanosekunden reagieren.
• Niedrige Klemmspannung: TVS-Dioden können Spannungsspitzen auf einen sicheren Wert dämpfen, um Schäden an den geschützten Schaltungen zu minimieren.
• Hohe Zuverlässigkeit: TVS-Dioden sind so konzipiert, dass sie wiederholte Spannungsspitzen ohne Ausfall aushalten können.