瞬變二極管（TVS）是一種專門用于抑制瞬態電壓的保護器件，廣泛應用于電子電路中，以防止靜電放電（ESD）、雷擊、電源波動等因素造成的損壞。在實際應用中，正確識別瞬變二極管的型號，并選擇合適的器件，對于電路的穩定性至關重要。

一、瞬變二極管型號的命名規則

瞬變二極管的型號通常由字母和數字組成，每個部分都代表特定的參數或信息。通常，型號命名遵循以下結構：

1. 前綴：用于表示生產廠商或產品系列。例如：

- "1N" 代表美國軍用標準二極管系列，如 1N4007。

- "SM" 代表表面貼裝型瞬變二極管，如 SMAJ、SMBJ、SMDJ 等。

- "P6KE" 代表 600W 瞬態抑制二極管系列，如 P6KE15CA。

2. 主體：通常表示關鍵電氣參數，如最大反向工作電壓（Vrwm）或峰值脈沖功率（Pppm）。

- 例如 "15" 在 P6KE15CA 代表最大反向工作電壓為 15V。

3. 后綴：用于區分封裝形式、極性等特性。

- "A" 或 "CA"：A 代表單向（Unidirectional），CA 代表雙向（Bidirectional）。

- "T" 或 "S" 可能表示特殊封裝，如 SOT-23 貼片封裝。

二、主要參數解析

選擇瞬變二極管時，需要關注幾個關鍵參數，以確保其能有效保護電路免受瞬變電壓的影響。

1. 最大反向工作電壓（Vrwm）

Vrwm 是瞬變二極管在長期運行時可承受的最高反向電壓，通常應略高于電路的正常工作電壓，以確保器件在無浪涌情況下不會誤動作，同時提供有效的過壓保護。

2. 擊穿電壓（Vbr）

表示瞬變二極管進入導通狀態的最低電壓。當外部電壓超過該值時，TVS 二極管會迅速導通，將多余電流引導至地端，從而保護電路。

3. 鉗位電壓（Vc）

在發生瞬態過壓時，TVS 二極管會導通，并將電壓限制在一定范圍內，這個電壓值稱為鉗位電壓。選型時，需要確保該值低于受保護電路的耐受極限。

4. 峰值脈沖電流（Ippm）

Ippm 代表瞬變二極管在短時間內能承受的最大瞬態電流，通常按照 8/20μs 標準浪涌波形進行測試。若電路容易受到雷擊或大電流沖擊，應選擇 Ippm 額定值較高的器件，以增強抗浪涌能力，提高電路穩定性。

5. 結電容（Cj）

影響器件對高頻信號的影響，較大的結電容可能會削弱信號完整性。因此，在高速數據傳輸線路（如 USB、HDMI）中，需要選擇低結電容（Low Capacitance）的 TVS 二極管。

三、封裝形式及應用

瞬變二極管有多種封裝類型，以適應不同的應用需求：

- DO-15、DO-201：軸向引線封裝，適用于傳統 PCB 焊接。

- SMA（DO-214AC）、SMB（DO-214AA）、SMC（DO-214AB）：表面貼裝封裝，廣泛應用于便攜設備、汽車電子等領域。

- SOT-23、SOT-143：超小型封裝，適用于高密度集成電路設計，如手機、平板等小型電子產品。

四、選型指南

在選擇合適的瞬變二極管時，應綜合考慮以下因素：

1. 應用場景

- 對于工業設備和汽車電子，需選擇高功率 TVS（如 1.5KE、5KP 系列）。

- 便攜設備如手機、筆記本電腦等，推薦使用低結電容 TVS（如 USBLC6-2）。

2. 電壓匹配

- 瞬變二極管的 Vrwm 應略高于電路的工作電壓。例如，12V 供電系統應選擇 13V~15V 的 TVS。

3. 浪涌能力

- 對于高浪涌環境（如 AC 電源輸入端），應選擇 Ippm 值較高的 TVS，例如 5KP 系列。

- 對于小型信號線路（如數據線），可選用低功率 SOT-23、SMA 貼片封裝 TVS。

4. 封裝匹配

- 傳統 PCB 焊接可選 DO-201、DO-15 等引線封裝。

- 現代 SMT 設計應優先考慮 SMA、SMB、SOT-23 等貼片封裝。

五、識別和測試瞬變二極管型號

在實際應用中，可以通過以下方式識別和測試瞬變二極管：

1. 查看元件標識

許多瞬變二極管表面會印有型號標識，可以通過放大鏡觀察。

2. 查閱數據手冊

制造商通常提供詳細的數據手冊，可用于對比參數。

3. 測試儀器測量

- 數字萬用表：可用二極管檔測量正反向電壓判斷極性。

- 示波器測試：用于測量鉗位電壓、浪涌能力等動態特性。

六、發展趨勢

隨著電子設備的微型化和高性能需求的增長，瞬變二極管正朝著以下方向發展：

- 更高功率密度：新型 TVS 二極管可在更小體積內提供更強的浪涌吸收能力。

- 更低結電容：特別適用于高速信號保護，如 5G 設備、HDMI 2.1、USB4 端口。

- 集成化設計：部分瞬變二極管集成過流、過壓等多重保護功能，提高系統穩定性。

總結

瞬變二極管在電子電路中扮演著至關重要的保護角色，正確識別型號和合理選型可以極大提升電路的可靠性和抗干擾能力。在選型時，應充分考慮電路的工作電壓、浪涌環境、封裝要求以及結電容等因素，以確保最佳的防護效果。隨著科技的發展，瞬變二極管正在不斷優化，為電子設備提供更加高效的保護方案。