中心議題：

• TVS" title="TVS">TVS的特性及主要參數(shù)
• TVS二極管" title="二極管">二極管的分類
• TVS二極管的選用技巧
• TVS與壓敏電阻的參數(shù)比較
• TVS的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用特點(diǎn)

瞬態(tài)電壓抑制器（Transient Voltage Suppressor）簡稱TVS,，是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件,。當(dāng)TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，它能以10-12秒量級的速度,，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預(yù)定值,，有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件,，免受各種浪涌脈沖的損壞。具有響應(yīng)時間快,、瞬態(tài)功率大,、漏電流低、擊穿電壓偏差小,、箝位電壓較易控制,、無損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn),。

本文介紹TVS的特性及應(yīng)用,，主要內(nèi)容包括：TVS的特性及主要參數(shù)，TVS二極管的分類,，TVS二極管的選用技巧,，TVS與壓敏電阻的參數(shù)比較，TVS的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用特點(diǎn),。

一,、TVS的特性及主要參數(shù)

1、TVS的特性曲線
TVS的電路符號與普通穩(wěn)壓二極管相同,。它的正向特性與普通二極管相同,；反向特性為典型的PN結(jié)雪崩器件。

在瞬態(tài)峰值脈沖電流作用下,，流過TVS的電流,，由原來的反向漏電流ID上升到IR時，其兩極呈現(xiàn)的電壓由額定反向關(guān)斷電壓VWM上升到擊穿電壓 VBR,，TVS被擊穿,。隨著峰值脈沖電流的出現(xiàn)，流過TVS的電流達(dá)到峰值脈沖電流IPP,。在其兩極的電壓被箝位到預(yù)定的最大箝位電壓以下,。爾后，隨著脈 沖電流按指數(shù)衰減,，TVS兩極的電壓也不斷下降,，最后恢復(fù)到起始狀態(tài)。這就是TVS抑制可能出現(xiàn)的浪涌脈沖功率,，保護(hù)電子元器件的整個過程,。

2、TVS的特性參數(shù)
①最大反向漏電流IR和額定反向關(guān)斷電壓VWM,。VWM是TVS最大連續(xù)工作的直流或脈沖電壓,，當(dāng)這個反向電壓加入TVS的兩極間時，它處于反向關(guān)斷狀態(tài),，流過它的電流應(yīng)小于或等于其最大反向漏電流IR,。

②最小擊穿電壓VBR和擊穿電流IR
VBR是TVS最小的雪崩電壓。25℃時,，在這個電壓之前,，TVS是不導(dǎo)通的。當(dāng)TVS 流過規(guī)定的1mA電流（IR）時,，加入TVS兩極間的電壓為其最小擊穿電壓VBR,。按TVS的VBR與標(biāo)準(zhǔn)值的離散程度，可把TVS分為±5%VBR和平 共處±10% VBR兩種,。對于±5%VBR來說,，VWM=0.85VBR；對于±10% VBR來說,，VWM=0.81 VBR,。

③最大箝拉電壓VC和最大峰值脈沖電流IPP
當(dāng)持續(xù)時間為20微秒的脈沖峰值電流IPP流過TVS時，在其兩極間出現(xiàn)的最大峰值電壓為VC,。它是串聯(lián)電阻上和因溫度系數(shù)兩者電壓上升的組合,。VC 、IPP反映了TVS器件的浪涌抑制能力,。VC與VBR之比稱為箝位因子,，一般在1.2~1.4之間。

④電容量C
電容量C 是TVS雪崩結(jié)截面決定的,、在特定的1MHZ頻率下測得的,。C的大小與TVS的電流承受能力成正比，C過大將使信號衰減,。因此,，C是數(shù)據(jù)接口電路選用TVS的重要參數(shù),。

⑤最大峰值脈沖功耗PM
PM是TVS能承受的最大峰值脈沖耗散功率。其規(guī)定的試驗(yàn)脈沖波形和各種TVS的PM值,，請查閱有關(guān)產(chǎn)品手冊,。在給定的最大箝位電壓下，功耗PM越大,，其 浪涌電流的承受能力越大,；在給定的功耗PM下，箝位電壓VC越低,，其浪涌電流的承受能力越大,。另外，峰值脈沖功耗還與脈沖波形,、持續(xù)時間和環(huán)境溫度有關(guān),。 而且TVS所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復(fù)的，器件規(guī)定的脈沖重復(fù)頻率（持續(xù)時間與間歇時間之比）為0.01%,，如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)性脈沖,，應(yīng)考慮脈沖功率的 “累積”，有可能使TVS損壞,。

⑥箝位時間TC
TC是從零到最小擊穿電壓VBR的時間,。對TVS小于1×10-12秒。

二,、 TVS二極管的分類

TVS器件可以按極性分為單極性和雙極性兩種,，也有單線和多線區(qū)分.按用途可分為各種電路都適用的通用型器件和特殊電路適用(如高速電路)的專用型器件。

三,、 TVS的選用技巧

1、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額定反向關(guān)斷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,，器件可能進(jìn)入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作。串行連接分電壓,，并行連接分電流,。

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,、在規(guī)定的脈沖持續(xù)時間內(nèi)，TVS的最大峰值脈沖功耗PM必須大于被保護(hù)電路內(nèi)可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。在確定了最大箝位電壓后,，其峰值脈沖電流應(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流,。

5、對于數(shù)據(jù)接口電路的保護(hù),，還必須注意選取具有合適電容C的TVS器件,。

6、根據(jù)用途選用TVS的極性及封裝結(jié)構(gòu),。交流電路選用雙極性TVS較為合理；多線保護(hù)選用TVS陣列更為有利,。

7,、 溫度考慮。瞬態(tài)電壓抑制器可以在－55~+150℃之間工作,。如果需要TVS在一個變化的溫度 工作,，由于其反向漏電流IR是隨增加而增大；功耗隨 TVS結(jié)溫增加而下降,，從+25℃到+175℃,，大約線性下降50％雨擊穿電壓VBR隨溫度的增加按一定的系數(shù)增加。因此,，必須查閱有關(guān)產(chǎn)品資料,，考慮溫 度變化對其特性的影響。

四,、TVS與壓敏電阻的比較

目前,，國內(nèi)不少需進(jìn)行浪涌保護(hù)的設(shè)備上使用的是壓敏電阻。壓敏電阻是一種金屬化物變阻器,。TVS比壓敏電阻的特性優(yōu)越得多,，具體特性參數(shù)的比較如下表所示。

特性參數(shù)的比較表

五,、TVS的應(yīng)用及應(yīng)用特點(diǎn)

TVS二極管具有響應(yīng)時間快,、瞬態(tài)功率大、漏電流低,、擊穿電壓偏差小,、箝位電壓較易控制、無損壞極限,、體積小等優(yōu)點(diǎn),。目前已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備,、交/直流電源,、汽車、家用電器,、儀器儀表,、RS232/422/423/485,、I/O、Ethernet. LAN,、ISDN,、ADSL、USB,、MP3,、TABLET、GPS,、CDMA,、GSM、WCDMA/TD, 數(shù)字照相機(jī)的保護(hù),、共模/差模保護(hù),、RF耦合/IC驅(qū)動接收保護(hù)、電 機(jī)電磁波干擾抑制,、音頻/視頻輸入,、傳感器/變速器、工控回路,、繼電器,、接觸器噪音的抑制等各個領(lǐng)域。具體有以下三大特點(diǎn)：

1,、 將TVS二極管加在信號及電源線上,，能防止微處理器或單片機(jī)因瞬間的脈沖，如靜電放電效應(yīng),、交流電源之浪涌及開關(guān)電源的噪音所導(dǎo)致的失靈,。

2、靜電放電效應(yīng)能釋放超過10000V,、60A以上的脈沖,，并能持續(xù)10ms；而一般的TTL器件,，遇到超過30ms的10V脈沖時,，便會導(dǎo)至損壞。利 用TVS二極管,，可有效吸收會造成器件損壞的脈沖,，并能消除由總線之間開關(guān)所引起的干擾（Crosstalk）。

3,、將TVS二極管放置在信號線及接地間,，能避免數(shù)據(jù)及控制總線受到不必要的噪音影響。