你真的吃透TVS了吗？瞬态电压抑制器经验之谈（转Start的日志）

我们在保护传输线、数据线或因雷击、感应式负载开关及ESD引起的线路过压保护中经常用到TVS 二极管。你真的了解TVS二极管吗，还是对它一知半解？TVS和硅保护阵列、二极管阵列等其他二极管技术有哪些区别？如果你曾关注TVS的选型指南，那你不妨看看这篇博文。

TVS 二极管的选型：最大箝位电压 VC 要小于电路允许的最大安全电压；截止电压 VRWM 大于电路的最大工作电压， 一般可以选择VRWM 等于或者略大于电 路的最大正常工作电压；额定的最大脉冲功率（TVS 参数中给出） PM 要大于最大瞬态浪涌功率；TVS 管使用时一般并联在被保护电路上；为了限制流过 TVS 管的电流不超过管子允许通过的峰值电流 IPP，应在线路串联加限流元件，如电阻、自恢复保险丝、电感等。

 

TVS 二极管应用分类实例查看： http://www.cntronics.com/public/ads/cntads/banner_id/433/from/alone

 

选用 TVS 步骤如下：确定待保护电路的直流电压或持续工作电压。——>  TVS 的反向变位电压即工作电压（VRWM）--选择 TVS 的 VRWM 等于或大于上述步骤 1 所规定 的操作电压。这就保证了在正常工作条件下 TVS 吸收的电流可忽略不计，如果步骤 1 所规定的电压高于 TVS 的 VRWM ，TVS 将吸收大量的漏电流而处于雪崩击穿状态，从而影响 电路的工作。——> 最大峰值脉冲功率：确定电路的干扰脉冲情况，根据干扰脉冲的波形、脉冲持续时间， 确定能够有效抑制该干扰的 TVS 峰值脉冲功率。——>  所选 TVS 的最大箝位电压（VC）应低于被保护电路所允许的最大承受电压。——>  单极性还是双极性—常常会出现这样的误解即双向 TVS 用来抑制反向浪涌脉冲，其实并 非如此。 双向 TVS 用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。 TVS 有时也用于减少电容。 如果电路只有正向电平信号，那麽单向 TVS 就足够了。TVS 操作方式如下：正向浪涌时，TVS 处于反向雪崩击穿状态；反向浪涌时，TVS 类似正向偏置二极管一样导通并吸收浪 涌能量。在低电容电路里情况就不是这样了。应选用双向 TVS 以保护电路中的低电容器 件免受反向浪涌的损害。——> 如果知道比较准确的浪涌电流 IPP，那么可以利用 VC 来确定其功率，如果无法确定功率 的大概范围，一般来说，选择功率大一些比较好。

 

 TVS 选型技巧查看：http://www.cntronics.com/public/ads/cntads/banner_id/433/from/alone

 

   ①　确定被保护电路的最大直流工作电压或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限；
   ②　TVS额定反向关断电压VFM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VFM太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。TVS串联连接可以提高TVS的总额定反向关断电压；
   ③　TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压；
   ④　在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流；
   ⑤　对于数据接口电路的保护，还必须注意选取具有合适结电容Cj的TVS器件；
   ⑥　根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合理；多线保护选用TVS阵列更为有利；
   ⑦　温度考虑。瞬态电压抑制器TVS可以在－55℃~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度环境下工作，由于其反向漏电流ID是随工作温度的增加而增大，功耗随TVS结温的增加而下降，因此，使用时须考虑温度变化对其工作特性的影响。
  

TVS 二极管与其他二极管技术比较查看：http://www.cntronics.com/public/ads/cntads/banner_id/433/from/alone

 

工作特性比较：

 

装置结构比较：肖特基二极管由金属半导体结构成。 它通过多数载流子输送电荷，并快速响应处理，具有较低的电流泄漏和正向偏置电压 (VF)。 肖特基二极管主要用于高频电路中。

 

齐纳二极管由重掺杂 P-N 半导体结构成。 有两种物理效应，可称为齐纳状态（齐纳效应和雪崩效应）。 当 P-N 结两端施加低反向电压因量子效应导通时，出现齐纳效应。 当 PN 结两端施加 5.5 伏以上反向电压生成电子空穴对与晶格碰撞时，出现雪崩效应。 基于齐纳效应的齐纳二极管广泛用作电路中的电压基准源。

 

TVS 二极管由专为过压保护设计的 P-N 半导体结构成。 P-N 结通常敷有涂层，用来保护非导通状态中的过早电压电弧。 出现瞬态电压事件时，TVS 二极管因雪崩效应导通以钳固瞬态电压。 TVS 二极管广泛用作远程通信、通用电子和数字消费类产品市场中的过电压电路保护装置，保护其免受雷电、ESD 和其他瞬态电压的危害。

 

SPA 代表Silicon Protection Arrays（硅保护阵列）。 它是一个将 PN 结、SCR 或其他硅保护结构集成封装在一个多针结构中的阵列。 SPA 可在具有多重保护机会的远程通信、通用电子和数字消费类产品市场中用作 ESD、雷电和 EFT 保护的集成解决方案。 例如，它可用于 HDMI、USB 和以太网端口 ESD 保护。

TVS 二极管介绍和常用TVS 二极管查看：http://www.cntronics.com/public/ads/cntads/banner_id/433/from/alone