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关于瞬态过压

资料介绍
关于瞬态过压
瞬态过压问题的本源

危害综述

以浪涌电压形式出现的电气瞬态现象一直存在于配电系统中,而在半导体器件应用之前,电
气瞬态现象没被重视。

1961 年,美国贝尔实验室首次研究了半导体在雷击中的易损性。[1]稍后的一篇报告尝试确
定了特定的半导体在静电放电还没有造成潜在或灾难性损坏的情况下, 能够吸收的能量的数
值。[2]尽管已经有了这些早期的警告,但是直到 20 世纪 70 年代后期,业界才开始圆满地
处理这个问题。

所有的电气和电子设备都可能被电压瞬态过程损坏。 不同之处是在损坏发生之前,它们所能
够吸收的能量大小。由于许多现代半导体器件,比如低压 MOSFET 以及集成电路(IC),可
能被只超过 10 伏(V)的电压波动损坏,因此它们在无保护环境中的存活性很差。

在许多情况下,随着半导体器件的演进,它们的耐用性下降了。生产更快更小的器件的趋势,
以及 MOSFET 和砷化镓 FET 技术的广泛应用增加了易损性。高阻抗输入和小的结尺寸限
制了这些器件吸收能量和传导大电流的能力。因此,需要使用专门用来应对这些危害的器件
来保护这些脆弱的电子元件。

选择恰当的保护方法应当建立在对过压危害潜在来源进行仔细调查的基础之上。不同的应用
和环境会带来不同的过压来源。这些来源可能是外来的,也可能是电路内部的。


雷电

在任何给定时刻,世界上都有 1,800 场雷雨正在发生,每秒大约有 100 次雷击。在美国,
雷电每年会造成大约 150 人死亡和 250 人受伤。在雷电发生频率呈现平均水平的平坦地形
上,每座 300 英尺高的建筑物平均每年会被击中一次。每座 1,200 英尺的建筑物,比如广
播或者电视塔,每年会被击中 20 次,每次雷击通常会产生 6 亿伏的高压。

每个从云层到地面的闪电实际上包含了在 60 毫秒间隔……
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