Puncakan dan lonjakan tegangan sementara memiliki berbagai tingkat dampak pada sirkuit elektronik, mulai dari kesalahan kecil yang mengganggu hingga konsekuensi bencana yang menyebabkan kerusakan pada komponen sirkuit.Penyebabnya berbeda-beda., termasuk petir, listrik statis, dan pelepasan terinduksi (Gambar 1).
Gambar 1. Transients dapat disebabkan oleh petir, listrik statis, atau pelepasan terinduksi, dll, yang dapat menyebabkan kerusakan serius pada peralatan elektronik yang tidak dilindungi.
Transisi seperti ini dapat menghasilkan impuls dengan tegangan puncak mulai dari ratusan volt hingga puluhan ribu volt dan arus hingga kiloamper,berdurasi dari ratusan nanodetik hingga milidetik.
Miniaturisasi IC dan prosesor dan pengurangan tegangan pasokan membuat mereka lebih sensitif terhadap fenomena transisi listrik.Hal ini terutama berlaku untuk kendaraan yang dikendalikan oleh beberapa sistem elektronik, termasuk mesin, kemudi, pengereman, AC dan hiburan.
Untuk melindungi sirkuit sensitif, berbagai strategi desain telah dikembangkan, termasuk kabel terlindung, filter, penekanan busur, dan perangkat penjepit.sementara penghapusan busur dan perlindungan penjepit aktifPerangkat penekan busur seperti lubang percikan, tabung debit gas, dan tiristor mengalihkan arus sementara ke tanah untuk melindungi sirkuit.Peralatan yang dilindungi tidak berfungsi, tapi begitu transitor menghilang, peralatan dapat bekerja normal.
Perangkat penjepit termasuk metal oxide varistor (MOV), zener diode,dan dioda longsoran penekanan tegangan transien (TVS) yang mempertahankan tegangan konstan di seluruh peralatan yang dilindungi dengan impedansi yang bervariasiTeknologi ini dapat digunakan secara terpisah atau secara bersamaan. Dioda TVS banyak digunakan sebagai perangkat penjepit karena respon cepat dan disipasi daya yang besar.
Dioda penekan tegangan sementara
Dioda TVS adalah dioda longsor yang digunakan sebagai perangkat penjepit.itu mengalihkan arus yang berlebihan dan menahan atau menggenggam tegangan pada potensi konstanKetika tegangan yang diterapkan lebih rendah dari nilai kerusakan, itu akan mengatur ulang secara otomatis.
Dioda TVS dapat digunakan sebagai perangkat unidirectional untuk mencegah transisi perangkat unipol atau bidirectional untuk mencegah transisi dari kedua polaritas (Gambar 2).Perangkat dua arah dapat simetris, disegel pada tegangan polaritas apa pun dengan amplitudo yang sama, atau asimetris, disegel pada tingkat tegangan yang berbeda sesuai dengan polaritas transisi.
Gambar 2: Karakteristik pemecahan tegangan arus dari tiga perangkat TVS dan simbol skematik mereka.
Prinsip kerja dioda TVS unidirectional mirip dengan dioda sederhana.Ini adalah pada ketika bias ke depan diterapkan dan tidak pada ketika bias terbalik diterapkan sampai tegangan pemecahan (VBR) dari dioda melebihiKetika tegangan yang diterapkan melebihi VBR, dioda dihidupkan dan tegangan di kedua ujung dipertahankan pada tegangan penjepit (VC).Kekuatan maksimum yang dapat diod ini disipasi adalah arus denyut puncak (IPP) x VC.
Dioda TVS dua arah setara dengan dua dioda back-to-back. Ketika tegangan pemecahan (VBR) tidak melebihi dalam kedua arah, hanya arus kebocoran terbalik (IR) yang kecil yang mengalir.Operasi ini simetris karena amplitudo tegangan pemecahan adalah sama untuk kedua kondisi bias.
Dioda TVS asimetris berperilaku serupa dengan perangkat bidirectional, tetapi tegangan pemecahan (VBR1 dan VBR2) berbeda.
Dioda TVS asimetris
Anda mungkin ingin tahu mengapa dioda TVS asimetris diperlukan. komponen ini dirancang untuk melindungi driver gerbang pada silikon karbida (SiC) MOSFET.drive ini rentan terhadap kerusakan karena over-voltage transients. Mari kita lihat SiC MOSFET atau traction inverter untuk pengisian on-board (Gambar 3).