TVS二極管工作原理

TVS（TransientVoltageSuppressors）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(gè)PN結(jié)或多個(gè)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(shí)，單向TVS二極管反向并聯(lián)于電路中，當(dāng)電路正常工作時(shí)，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(shí)，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(shí)過電流到地，同時(shí)把異常過電壓鉗制在較低的水平，從而保護(hù)后級(jí)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)。

tvs二極管選用方法

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

2、TVS的額定反向關(guān)斷電壓VWM應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓，若選用的VWM太低，器件有可能進(jìn)入雪崩狀態(tài)或因反向漏電流太大影響電路的正常工作。

3、TVS的最大箝位電壓VC應(yīng)小于被保護(hù)電路的損壞電壓。

4、TVS的最大峰值脈沖功率PW必須大于被保護(hù)電路內(nèi)可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。

5、在確定了TVS的最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流應(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流。

6、對(duì)于數(shù)據(jù)接口電路的保護(hù)，必須注意選取盡可能小的電容值C的TVS器件。

7、帶A的TVS二極管比不帶A的TVS二極管的離散性要好，在TVS二極管A前面加C的型號(hào)表示雙向TVS二極管。

8、直流保護(hù)一般選用單向TVS二極管，交流保護(hù)一般選用雙向TVS二極管，多路保護(hù)選用TVS陣列器件，大功率保護(hù)選用TVS專用保護(hù)模塊。特殊情況，如：RS-485和RS-232保護(hù)可選用雙向TVS二極管或TVS陣列。

9、TVS二極管可以在-55℃到+150℃之間工作，如果需要TVS在一個(gè)變化的溫度下工作，由于其反向漏電流ID是隨溫度的增加而增大；功耗隨TVS結(jié)溫度增加而下降，故在選用TVS時(shí)應(yīng)考慮溫度變化對(duì)其特性的影響。

10、TVS二極管可以串/并應(yīng)用，串行連接分電壓，并行連接分電流。但考慮到TVS的離散性，使用時(shí)應(yīng)盡可能的減少串/并數(shù)量。

11、單極性還是雙極性-常常會(huì)出現(xiàn)這樣的誤解即雙向TVS用來抑制反向浪涌脈沖，其實(shí)并非如此。雙向TVS用于交流電或來自正負(fù)雙向脈沖的場合。TVS有時(shí)也用于減少電容。如果電路只有正向電平信號(hào)，那麼單向TVS就足夠了。TVS操作方式如下：正向浪涌時(shí)，TVS處于反向雪崩擊穿狀態(tài)；反向浪涌時(shí)，TVS類似正向偏置二極管一樣導(dǎo)通并吸收浪涌能量。在低電容電路里情況就不是這樣了。應(yīng)選用雙向TVS以保護(hù)電路中的低電容器件免受反向浪涌的損害。

TVS二極管選型注意事項(xiàng)

1）規(guī)格書手冊(cè)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(gè)數(shù)，對(duì)寬脈沖要降額應(yīng)用；

2）對(duì)于小電流負(fù)載電路的保護(hù)，要有意識(shí)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(duì)。

6）針對(duì)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。

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；

?玻璃鈍化工藝，精準(zhǔn)的導(dǎo)通電壓；

?瞬態(tài)功率大，低電容、低漏電流，箝位電壓易控制；

?快速響應(yīng)時(shí)間：通常小于1.0PS；

?優(yōu)良的鉗位能力，擊穿電壓偏差小；

?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；

?體積小，易安裝；

?單向和雙向單元；

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

?工作電壓范圍3.3V~600V，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-6/P-600等；

?無鹵化，符合RoHS；

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(duì)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。