TVS二極管工作原理以及TVS二極管的特點(diǎn)

一、TVS二極管工作原理

TVS（Transient Voltage Suppressors）二極管，即瞬態(tài)電壓抑制器，又稱雪崩擊穿二極管，是采用半導(dǎo)體工藝制成的單個PN結(jié)或多個PN結(jié)集成的器件。TVS二極管有單向與雙向之分，單向TVS二極管一般應(yīng)用于直流供電電路，雙向TVS二極管應(yīng)用于電壓交變的 電路。當(dāng)應(yīng)用于直流電路時，單向TVS二極管反向并聯(lián)于電路中，當(dāng)電路正常工作時，TVS二極管處于截止?fàn)顟B(tài)（高阻態(tài)），不影響電路正常工作。

當(dāng)電路出現(xiàn)異常過電壓并達(dá)到TVS二極管擊穿電壓時，TVS二極管迅速由高電阻狀態(tài)突變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)，泄放由異常過電壓導(dǎo)致的瞬時過電流到地，同時把異常過電壓鉗制在較低的水平，從而保護(hù)后級電路免遭異常過電壓的損壞。當(dāng)異常過電壓消失后，TVS二極管阻值又恢復(fù)為高阻態(tài)。

二、TVS二極管特性特點(diǎn)

? 采用半導(dǎo)體工藝制成，具有很高的可靠性，無損壞極限；

? 瞬態(tài)功率大，低電容、低漏電流，箝位電壓易控制；

? 電壓精度高，在特殊應(yīng)用場合，通過工藝或參數(shù)篩選可達(dá)到更高的精度；

? 在 10/1000μs波形下瞬態(tài)功率可達(dá)200W-30000W，甚至更高；

? 封裝形式多樣化，貼片封裝：SOD-123、SMA /DO-214AC、SMB/DO-214AA、SMC/DO-214AB、DO-218AB等，直插封裝：DO-41、DO-15、DO-201、R/P-600等；

三、TVS二極管參數(shù)詳解

? VRWM ：截止電壓， TVS二極管的最高工作電壓，可連續(xù)施加而不引起TVS二極管劣化或損壞狀態(tài)下，達(dá)到的最大的直流電壓或交流峰值電壓。 在VRWM下，TVS二極管是不工作的，不導(dǎo)通。

? VC：鉗位電壓，施加規(guī)定波形的峰值脈沖電流IPP時，TVS二極管兩端測得的峰值電壓。

? VBR：擊穿電壓，是TVS管的最小雪崩電壓。指在V-I特性曲線上，在規(guī)定的脈沖直流電流IT或接近發(fā)生雪崩的電流條件下測得TVS兩端的電壓。

? IR：漏電流，亦稱待機(jī)電流。在規(guī)定溫度和最高工作電壓條件下，流過TVS二極管的最大電流，其值是在截止電壓下測量的。

? C：電容值，對于同功率等級的TVS管而言，電壓越低電容值就越大。在通信線路的防護(hù)中，尤其要注意TVS管的電容值。

? 封裝形式：從TVS管的封裝形式，可以看出其功率大小。TVS管的芯片面積直接決定其功率等級。

四、TVS二極管選型指南

1）要確定被保護(hù)電路中的最大直流或連續(xù)工作電壓，電路的額定標(biāo)準(zhǔn)電壓和“高端”容限；

2）TVS管的額定瞬態(tài)功率要大于電路中可能出現(xiàn)的最大瞬態(tài)浪涌功率；

3）TVS管的截止電壓要大于被保護(hù)電路的最高工作電壓；

4）TVS管的最大鉗位電壓要小于后級被保護(hù)電路中的損壞電壓；

5）確定好TVS管最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流要大于瞬態(tài)浪涌電流；

6）對于數(shù)據(jù)接口的電路保護(hù)，還需注意選取具有合適電容的TVS二極管。比如：當(dāng)信號頻率或傳輸速率較高時，應(yīng)選用低電容系列的TVS管；

五、TVS二極管選型注意事項(xiàng)

1）規(guī)格書手冊給的只是特定脈寬下的吸收功率峰值，而實(shí)際電路中的脈沖寬度是變化不定，心里要有個數(shù)，對寬脈沖要降額應(yīng)用；

2）對于小電流負(fù)載電路的保護(hù)，要有意識地增加限流電阻；

3）要注意TVS二極管的穩(wěn)態(tài)平均功率是否在安全范圍之中；

4）要考慮溫度變化，正常而言，瞬態(tài)抑制二極管在-55°C到150°C之間工作，電路中溫度比較高的情況下要降額應(yīng)用；

5）TVS瞬態(tài)抑制二極管的引線長短，要與被保護(hù)線路相對。

6）針對數(shù)據(jù)接口或通信線路中的防護(hù)，要盡可能選取電容值比較小的TVS二極管。

7）直流保護(hù)電路大多選單向TVS管，交流保護(hù)電路大多選雙向TVS管、多路保護(hù)電路選TVS陣列器件，大功率保護(hù)電路選專用保護(hù)模塊。

8）在使用TVS管過程中，考慮到TVS的離散性，盡量減少串/并數(shù)量。

六、TVS二極管典型應(yīng)用

TVS二極管由于具有極快的響應(yīng)速度，低鉗位電壓，精準(zhǔn)電壓等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用于對保護(hù)器件要求比較高的場合領(lǐng)域，汽車電子、家電、工業(yè)控制、照明，通信、醫(yī)療等行業(yè)，如DC電源線，RS485接口，通信電源，I/O口等。

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