서지를 억제하는 TVS다이오드

회로에 가해지는 스트레스 (ESD, EOS)에 의한 Transient(과도)는 짧은 시간(ns~ms)동안 가해지는 것으로 회로에 여러번 인가 될 수 있고, 최대 서지 전압이 수 mV에서 수 kV까지에 이른다. 이는 회로와 회로를 이루는 반도체 소자에 매우 치명적이다.

이런 현상은 회로의 내부 및 외부 연결로 인해 발생할 수 있는데, 위에서 언급한 스트레스 ESD, EOS등이 원인이 될 수 있다. 이말은 즉, 스위칭, 커넥터 오류 등에 의해서도 발생할 수 있다는 것이다. 

 

이러한 과도 전류로부터 회로 및 소자를 보호하기 위해 Varistor(바리스터)가 사용된다. 일정 전압 이상이 되면 전류가 증가한다는 점에서 비슷하며 같은 용도로 사용되기도 하는 좀 더 고가의 소자가 있다. 이것이 TVS 다이오드 이다. TVS Diode를 알아보자.

과도 억제 다이오드라고도 하는 TVS Diode는 Transient Voltage Suppressor의 약자이며 회로의 과도 전압(Overshooting Voltage)을 클램핑 해준다.

 

여기서, 클램핑 전압을 직역하면 "고정전압"이라고 하는데, 고정된 값보다 큰 전류가 흐르면 발생하는 전압이다.  

 

TVS 다이오드는 매우 빠른 응답 시간을 보유하고 있다. 보통 ns 수준이며 100ns가 일반적이다. 

TVS는 양단에서 순간적으로 높은 에너지 충격을 받으면 양단 사이의 임피던스 값을 높은 임피던스에서 낮은 임피던스로 매우 짧은 시간동안 변경하여 순간적으로 발생하는 Surge를 흡수하고 이를 통해 전압을 클램프 할 수 있다.

 

그래서 TVS Diode는 특징은 이러하다.

- 과도 억제

- 빠른 응답시간과 높은 서지 흡수

- 순간의 과전압만 보호 하고 지속적인 과전압은 보호하지 못한다.

 

TVS Diode는 Power Rail이나 신호 Line과 Ground 사이에 병렬로 연결한다.

 

 

- 출처 

https://tozest.tistory.com/118