過渡電圧抑制ダイオードとは何ですか？

TVSとしても知られる過渡電圧抑制ダイオードは、回路を保護するために回路から電圧スパイクを分流または迂回させるように設計された電気デバイスです。 TVSダイオードの電子部品は、回路を静電放電（ESD）から保護するのにも役立ちます。 静電放電は、誰かが異なる電位を保持している回路と物理的にまたはほぼ接触すると発生し、敏感な電気部品を破壊または損傷する可能性があります。 このため、コンピューターハードウェアおよびその他の貴重な電子機器は、販売前にある程度の静電気放電に耐えられるようにESDテストに合格する必要があります。 過渡電圧抑制ダイオードは、この保護スキームの重要な部分です。

TVSアプリケーションでは、2つの一般的なタイプの回路保護ダイオードがよく使用されます。 それらは、シリコンアバランシェダイオード（SAD）とツェナーダイオードです。 回路内の電圧がTVSダイオードに到達してブレークダウンレベルを超えると、ダイオードは電圧を逆方向に伝導します。 SADとツェナーダイオードの両方がこの方法で機能します。 それらが異なるのは、電圧の反転時に受ける温度変化です。これは、温度変動のタイミングが重要な回路で重要になる可能性があります。 ツェナーダイオードは、電圧抵抗が減少すると温度が上昇し、SADは電圧抵抗が増加すると温度が上昇します。

カメラ、携帯電話、ハンドヘルドコンピューターデバイスなどの敏感な回路で最もよく使用される過渡電圧抑制ダイオードは、SAD設計です。 これらは、正と負の両方の電圧サージから保護できるように、回路内で直列に反対方向に配線されています。 通常、5ボルトをアクティブにする逆スタンドオフ電圧と、10ボルトの回路からの電流を両方とも直流（DC）で分流するブレークダウン電圧を提供します。

過渡電圧抑制ダイオードは電圧スパイク抵抗を熱に変換するため、その物理的サイズによって抑制できる電圧が決まります。 小さな過渡電圧抑制ダイオードは、ピーク電圧スパイクによって破壊される可能性がありますが、それでも回路は機能しますが、保護されません。 したがって、より大きな潜在的な電圧スパイクは、より大きなTVSコンポーネントを必要とします。

TVSダイオードは、信号または電流が最初に入る回路にも配置する必要があります。そうしないと、TVSダイオードはその場所の上流の回路の要素を保護できなくなります。 TVSダイオードのもう1つの機能は、いわゆるクランプ電圧と呼ばれるものに従事することです。これは、通過できる最大電圧です。 この電圧レベルは、回路が損傷を受けることなく処理できるピーク電圧を下回り、回路を保護する際の追加の安全マージンを提供します。