Suppressordiode

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Schaltzeichen für bipolare Suppressordioden
Einige Suppressordioden, Typ 1.5KE

Suppressordioden, auch Transient Absorption Zener Diode (TAZ-Diode) oder Transient Voltage Suppressor Diode (TVS-Diode) genannt, sind Bauteile zum Schutz elektronischer Schaltungen vor Spannungsimpulsen. In an die Schaltung angeschlossenen Kabeln können solche Spannungspulse durch Schaltvorgänge im Netz oder nahe Blitzschläge auftreten. Die dabei kurzzeitig erreichte Spannung kann ausreichen, um Halbleiterbauelemente in der Schaltung zu zerstören. Suppressordioden werden leitend, wenn eine Spannungsschwelle überschritten wird. Der Strom des Impulses wird gefahrlos an dem zu schützenden Bauteil vorbeigeführt. Dadurch kann sich keine zerstörerische Spannung aufbauen.

Die Durchbruchspannung und der Leckstrom der Diode haben – außer bei einem Überspannungsereignis – idealerweise keinen Einfluss auf die zu schützende Schaltung. Die Strom-Spannungs-Charakteristik und der Aufbau ähneln denen einer Zenerdiode. Sie unterscheiden sich vor allem darin, dass Suppressordioden eine steilere Kennlinie bei großen Strömen besitzen. Die Spannung steigt bei sehr hohen Strömen noch weniger an als bei Zenerdioden. Sie haben gegenüber Zenerdioden ein höheres Ableitvermögen. Wie auch Zenerdioden zeichnen sich Suppressordioden durch ihre kurze Integrationszeit im Bereich von Nanosekunden aus. Zum Einsatz in Wechselspannungskreisen gibt es auch bipolare Suppressordioden, die aus gegeneinander in Reihe geschalteten Dioden bestehen, die sich unabhängig von ihrer Polung gleich verhalten.

Suppressordioden werden für eine Reihe eng tolerierter Durchbruchspannungen hergestellt.

TVS-Dioden gibt es als SMD, bedrahtete Bauteile, als Arrays oder auch als Bauteil mit Schraubgewinde.

Typische Bauteilwerte[Bearbeiten]

  • Spitzenleistung von ≈ 200 bis 30.000 W
  • Unterbindungszeit bis 20 µs (TVSD), bzw. bis 1000 µs (Power-TVSD)

Weitere kennzeichnende Bauteilwerte:

  • Leckstrom (einige Mikroampere) ist der Strom bei Nenn-Einsatzspannung, er sollte möglichst klein sein
  • Schutzpegel ist die bei einem definierten Strom (z. B. 50 A) am Bauteil anliegende Spannung. Er sollte möglichst wenig über der zu schützenden Spannung liegen, die nachfolgende elektronische Schaltung sollte diesen Pegel vertragen.

Anwendungen[Bearbeiten]

TVS-Dioden werden vor allem zum Schutz von empfindlichen Bauteilen und Signaleingängen vor einmaligen, zeitlich begrenzten Überspannungen (Transienten), wie ESD-Ereignissen, Störungen durch Schaltvorgänge oder Gewitter eingesetzt. Gelegentlich werden mit ihnen auch Induktionsüberspannungen, z. B. von Relaisspulen, gegen Masse abgeleitet. Die Dioden verursachen, solange sie nicht thermisch zerstört werden, im Gegensatz zu gasgefüllten Überspannungsableitern keinen Spannungseinbruch der zu schützenden Spannung und sind daher nach dem Ansprechen auch ohne Stromunterbrechung weiter einsatzbereit.

Alternativ zu Suppressordioden werden insbesondere bei Spannungen ab etwa 100 V auch Varistoren eingesetzt. Diese haben jedoch eine etwas längere Ansprechzeit und einen höheren Schutzpegel. Darüber hinaus gibt es die schon erwähnten Gasableiter als Grobschutzelemente.

Bei zeitlich unbegrenzten Überspannungen, wie sie beispielsweise bei defekten Netzteilen auftreten können, kommt es zur Überhitzung der TVS-Diode, meistens mit thermischem Versagen, wodurch der Überspannungsschutz dann entfällt. Zum Schutz vor zeitlich unbegrenzten Überspannungen ist eine sogenannte Klemmschaltung vorzusehen.

Unipolare Suppressordioden ersetzen wegen besserer Eigenschaften und dem deutlich günstigeren Preis zunehmend Zenerdioden im hohen Leistungsbereich und haben diese nahezu vom Markt verdrängt.

Markennamen[Bearbeiten]

TVS-Dioden werden von diversen Halbleiterherstellern unter geschützten Markennamen vermarktet. Einige bekannte Markennamen für TVS-Dioden sind: