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纳秒脉冲下典型钳压型浪涌防护元件的响应特性

张俊 姜彦南 张耀辉 李跃波 黄刘宏 刘峰

引用本文:
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纳秒脉冲下典型钳压型浪涌防护元件的响应特性

    通讯作者: 姜彦南, ynjiang@guet.edu.cn

Nanosecond pulse response of typical voltage-clamping surge protective devices

    Corresponding author: Jiang Yannan, ynjiang@guet.edu.cn
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-13
  • 录用日期:  2016-08-11
  • 刊出日期:  2016-12-15

纳秒脉冲下典型钳压型浪涌防护元件的响应特性

    通讯作者: 姜彦南, ynjiang@guet.edu.cn
  • 1. 广西无线宽带通信与信号处理重点实验室, 广西 桂林541 004;
  • 2. 后勤保障部工程兵科研三所, 河南 洛阳 471 023

摘要: 为研究以压敏电阻和瞬态抑制(TVS)二极管为代表的典型钳压型浪涌防护元件的纳秒脉冲响应特性,为电磁脉冲干扰防护元件的选型提供科学依据,分别基于百ns和2 ns上升前沿电磁脉冲直接注入的方式,实验测试并对比分析两类元件在不同脉冲上升沿时间、电压幅值等情况下的响应差异,并阐明产生过冲响应差异的物理机理。结果表明:两类防护元件的响应时间均与注入纳秒脉冲上升沿时间有关,且随着上升沿的增加而变长,其中TVS二极管在相同上升脉冲情况下具有更为敏感的响应速度;当注入脉冲电压幅值增加时,PN结热积累加快,击穿速度加快,元件响应时间更短,相比于TVS稳定的钳位幅值,压敏电阻在钳位幅值附近处振荡明显;当快速脉冲到达时,压敏电阻和TVS二极管响应曲线在钳位幅值稳定前均发生过冲现象,并且两类防护元件的过冲电压均随着注入脉冲幅值的增加而增加;尽管钳位电压幅值由自身防护特性决定,但在相同注入脉冲条件下,同类不同型号的防护元件过冲电压几乎相同,通常压敏电阻过冲电压小于钳位电压,而TVS二极管则相反,并且随着钳位幅值变小,过冲电压与钳位电压的比值变大,这意味着过冲现象对低压TVS二极管性能影响更为严重。

English Abstract

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