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diodo supresor de sobretensiones transitorias

Un diodo de supresión de voltaje transitorio ( TVS ) , también llamado transil , transorb o thyrector , es un componente electrónico que se utiliza para proteger los dispositivo...

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Un diodo de supresión de voltaje transitorio ( TVS ) , también llamado transil , transorb o thyrector , es un componente electrónico que se utiliza para proteger los dispositivos electrónicos de los picos de voltaje inducidos en los cables conectados. [ 1 ]

Descripción

El dispositivo funciona desviando el exceso de corriente cuando la tensión inducida supera el potencial de ruptura por avalancha . Es un dispositivo de sujeción que suprime todas las sobretensiones superiores a su tensión de ruptura. Se restablece automáticamente cuando desaparece la sobretensión, pero absorbe internamente mucha más energía transitoria que un dispositivo de protección contra sobretensiones de características similares . [ 2 ]

Diodo TVS como matriz

Un diodo supresor de sobretensiones transitorias puede ser unidireccional o bidireccional. Un dispositivo unidireccional funciona como rectificador en polarización directa, al igual que cualquier otro diodo de avalancha , pero está fabricado y probado para soportar corrientes pico muy elevadas.

Un diodo supresor de sobretensiones transitorias bidireccional puede representarse mediante dos diodos de avalancha opuestos entre sí, conectados en serie y en paralelo con el circuito que se desea proteger. Si bien esta representación es esquemáticamente correcta, físicamente los dispositivos se fabrican ahora como un único componente.

Un diodo supresor de sobretensiones transitorias puede responder a sobretensiones más rápidamente que otros componentes comunes de protección contra sobretensiones, como varistores o tubos de descarga de gas . La limitación real se produce en aproximadamente un picosegundo , pero en un circuito práctico, la inductancia de los cables que alimentan el dispositivo impone un límite superior. Esto hace que los diodos supresores de sobretensiones transitorias sean útiles para la protección contra sobretensiones transitorias muy rápidas y a menudo dañinas. Estas sobretensiones transitorias rápidas están presentes en todas las redes de distribución y pueden ser causadas por eventos internos o externos, como rayos o arcos eléctricos en motores.

Los supresores de voltaje transitorio fallarán si se someten a voltajes o condiciones que excedan los límites para los que fue diseñado el producto. Existen tres modos principales en los que el TVS puede fallar: cortocircuito, circuito abierto y dispositivo degradado. [ 4 ]

Los diodos TVS a veces se denominan transorbs, por la marca registrada TransZorb de Vishay .

Diodos combinados de riel a riel (izquierda) y diodo TVS unidireccional (derecha).

Caracterización

Un diodo TVS se caracteriza por:

  • Corriente de fuga : la cantidad de corriente conducida cuando el voltaje aplicado es inferior al voltaje de bloqueo inverso máximo. [ 2 ]
  • Tensión de bloqueo inversa máxima: la tensión por debajo de la cual no se produce una conducción significativa.
  • Tensión de ruptura : la tensión a la que se produce una conducción específica y significativa.
  • Tensión de sujeción: la tensión a la que el dispositivo conducirá su corriente nominal máxima (cientos a miles de amperios ).
  • Capacitancia parásita : El diodo no conductor se comporta como un condensador , lo que puede distorsionar y corromper las señales de alta velocidad. Generalmente se prefiere una capacitancia menor.
  • Impedancia parásita : Debido a que la conmutación real de sobretensión es muy rápida, la inductancia del encapsulado es el factor limitante de la velocidad de respuesta.
  • Cantidad de energía que puede absorber: Debido a la brevedad de los transitorios, toda la energía se almacena inicialmente en forma de calor; un disipador de calor solo afecta el tiempo de enfriamiento posterior. Por lo tanto, un TVS de alta energía debe tener una capacidad física considerable. Si esta capacidad es demasiado pequeña, la sobretensión podría dañar el dispositivo y dejar el circuito desprotegido.

Véase también

Referencias

  1. ↑ "Evaluación de circuitos de protección TVS con SPICE" (PDF) . Power Electronics Technology . 32 (1). Primedia: 44–49 . 2006. Archivado del original (PDF) el 3 de mayo de 2012.
  2. 1 2 Dai, SH; Peng, JJ; Chen, CC; Lin, CJ; King, YC (2008-09-25). "Circuito de supresión de voltaje transitorio de baja capacitancia y bajo voltaje mediante SiGe HBT activado por diodo en proceso SiGe HBT BiCMOS" . Resúmenes extendidos de la Conferencia Internacional de 2008 sobre Dispositivos y Materiales de Estado Sólido . La Sociedad Japonesa de Física Aplicada. doi : 10.7567/ssdm.2008.g-3-5 .
  3. ↑ Teoría y consideraciones de diseño de TVS/Zener
  4. ↑ "Modos de fallo y fusión de dispositivos TVS" (PDF) . Vishay General Semiconductor . 13 de agosto de 2007. Consultado el 8 de junio de 2012 .

Lecturas adicionales

  • Teoría Zener y consideraciones de diseño ; onsemi ; 127 páginas; 2005; HBD854/D. (Descarga gratuita en PDF)
  • Método de selección y uso de diodos TVS - Nota de aplicación de Rohm
  • Comparación entre diodos TVS (de sujeción) y Trisil (de protección contra sobretensiones) - Nota de aplicación de ST
  • Diodo Transil frente a varistor - Nota de aplicación de ST
  • Diodos TVS: Una guía completa para la supresión de sobretensiones transitorias