과도 전압 억제 다이오드

과도 전압 억제(TVS) 다이오드()는 트랜실(transil), 트랜소브(transorb) 또는 사이렉터(thyrector)라고도 불리며, 연결된 철사에 유도되는 전압 스파이크로부터 일렉트로닉스를 보호하는 데 사용되는 전자 부품이다.

 설명 
이 장치는 유도된 전압이 애벌랜치 항복 전위를 초과할 때 초과 전류를 단락시킴으로써 작동한다. 이 장치는 클램핑 장치로, 항복 전압 이상의 모든 과전압을 억제한다. 과전압이 사라지면 자동으로 재설정되지만, 유사한 정격의 크로바 장치보다 훨씬 많은 과도 에너지를 내부적으로 흡수한다.
 TVS 부품 비교TVS/제너 이론 및 설계 고려 사항 부품유형  보호시간  보호전압  전력소산  신뢰성성능  예상수명  기타고려 사항 애벌랜치 TVS  50 ps  3−400 V  낮음  예  김  낮은 전력 소산.양방향도 사용 가능. 사이리스터 TVS  < 3 ns  30−400 V  없음  예  김  높은 커패시턴스.온도에 민감함. MOV  10−20 ns  > 300 V  없음  아니요  열화됨  퓨징 필요. 열화됨.전압 레벨이 너무 높음. 가스 방전관  > 1 μs  60−100 V  없음  아니요  제한됨  50−2500번의 서지만 가능.전원선을 단락시킬 수 있음.
섬네일|어레이 형태의 TVS 다이오드

과도 전압 억제 다이오드는 단방향 또는 양방향일 수 있다. 단방향 장치는 다른 애벌랜치 다이오드처럼 순방향으로 정류기 역할을 하지만, 매우 큰 피크 전류를 처리하도록 제작 및 테스트된다.

양방향 과도 전압 억제 다이오드는 서로 직렬로 연결되고 보호할 회로와 병렬로 연결된 두 개의 상호 반대되는 애벌랜치 다이오드로 표현할 수 있다. 이러한 표현은 회로도상 정확하지만, 물리적으로는 단일 부품으로 제조된다.

과도 전압 억제 다이오드는 배리스터 또는 가스 방전관과 같은 다른 일반적인 과전압 보호 부품보다 빠르게 과전압에 반응할 수 있다. 실제 클램핑은 약 1 피코초 내에 발생하지만, 실제 회로에서는 장치로 연결되는 전선의 유도계수가 더 높은 한계를 부과한다. 이는 과도 전압 억제 다이오드를 매우 빠르고 종종 손상을 주는 전압 과도 현상으로부터 보호하는 데 유용하게 만든다. 이러한 빠른 과전압 과도 현상은 모든 배전망에 존재하며, 번개나 모터 아크와 같은 내부 또는 외부 이벤트로 인해 발생할 수 있다.

과도 전압 억제기는 특정 제품이 수용하도록 설계된 전압 또는 조건을 초과하는 전압 또는 조건에 노출되면 고장난다. TVS가 고장나는 세 가지 주요 모드는 단락, 개방 및 장치 열화이다.

TVS 다이오드는 때때로 비셰이 상표인 TransZorb에서 유래한 트랜소브라고 불리기도 한다.
섬네일|레일-투-레일 다이오드 (왼쪽)와 단방향 TVS 다이오드 (오른쪽) 결합

 특성 
TVS 다이오드는 다음과 같이 특징지어진다.
 누설 전류: 인가 전압이 최대 역 스탠드오프 전압보다 낮을 때 흐르는 전류의 양.
 최대 역 스탠드오프 전압: 상당한 전도가 발생하지 않는 전압.
 항복 전압: 특정하고 상당한 전도가 발생하는 전압.
 클램핑 전압: 장치가 정격 전류(수백에서 수천 암페어)를 완전히 전도하는 전압.
 기생 용량: 비전도성 다이오드는 축전기처럼 작동하여 고속 신호를 왜곡하고 손상시킬 수 있다. 일반적으로 낮은 커패시턴스가 선호된다.
 기생 임피던스: 실제 과전압 스위칭이 너무 빠르기 때문에, 패키지 유도계수가 응답 속도의 제한 요소이다.
 흡수할 수 있는 에너지 양: 과도 현상이 너무 짧기 때문에, 모든 에너지는 초기에는 열로 내부에 저장된다. 히트 싱크는 이후 냉각 시간에만 영향을 미친다. 따라서 고에너지 TVS는 물리적으로 커야 한다. 이 용량이 너무 작으면 과전압이 장치를 파괴하고 회로를 보호하지 못하게 할 수 있다.

 같이 보기 
 서지 보호기
 트리실
 제너 다이오드

 각주 

 더 읽어보기 
 Zener Theory and Design Considerations; onsemi; 127 pages; 2005; HBD854/D. (Free PDF download)

 외부 링크 

 Selection Method and Usage of TVS Diodes - Rohm app note
 TVS Diode (clamping) vs Trisil (crowbar) comparison - ST app note
 Transil Diode versus Varistor - ST app note

분류:다이오드
분류:전력장치