TVS二極管選型幫助_參數特性應用詳解_注意事項

一、TVS二極管工作原理

TVS(Transient Voltage Suppressors)二極管，即瞬態電壓抑制器，又稱雪崩擊穿二極管，是采用半導體工藝制成的單個PN結或多個PN結集成的器件。TVS二極管有單向與雙向之分，單向TVS二極管一般應用于直流供電電路，雙向TVS二極管應用于電壓交變的 電路。當應用于直流電路時，單向TVS二極管反向并聯于電路中，當電路正常工作時，TVS二極管處于截止狀態（高阻態），不影響電路正常工作。當電路出現異常過電壓并達到TVS二極管擊穿電壓時，TVS二極管迅速由高電阻狀態突變為低電阻狀態，泄放由異常過電壓導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，從而保護后級電路免遭異常過電壓的損壞。當異常過電壓消失后，TVS二極管阻值又恢復為高阻態。

壹芯微（UYixin）供應的TVS二極管產品從封裝形式可分為10類：

• DO-218AB：SM5S、SM6S、SM8S、SM8SxxCA；

• SMA/DO-214AC：SMAJ、P4SMA、TPSMAJ、SMA6J、TPSMA、SACA；

• SMB/DO-214AA：SMBJ、P6SMB、TPSMBJ、SMB10J、SACB、1.0SMB、TPSMB；

• SMC/DO-214AB：1.5SMC、SMCJ、TPSMCJ、SMDJ、TPSMDJ、5.0SMDJ、TP5.0SMDJ、TPSMC；

• SOD-123：SMF、TPSMF、SMF4L、SMF3.3A、SMF3V3A；

• DO-41：P4KE;

• DO-15：SA、P6KE、SAC；

• DO-201：1.5KE、LCE；

• R-6/P600：3KP、5KP、LDP、15KP、30KP；

• NA：KA

二、TVS二極管特性特點

• 采用半導體工藝制成，具有很高的可靠性，無損壞極限；

• 玻璃鈍化工藝，精準的導通電壓；

• 瞬態功率大，低電容、低漏電流，箝位電壓易控制；

• 快速響應時間：通常小于1.0PS；

• 優良的鉗位能力，擊穿電壓偏差小；

• 電壓精度高，在特殊應用場合，通過工藝或參數篩選可達到更高的精度；

• 體積小，易安裝；

• 單向和雙向單元；

• 在 10/1000μs波形下瞬態功率可達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/P-600等；

• 無鹵化，符合RoHS；

三、TVS二極管選型指南

1）要確定被保護電路中的最大直流或連續工作電壓，電路的額定標準電壓和“高端”容限；

2）TVS管的額定瞬態功率要大于電路中可能出現的最大瞬態浪涌功率；

3）TVS管的截止電壓要大于被保護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浪涌電流；

6）對于數據接口的電路保護，還需注意選取具有合適電容的TVS二極管。比如：當信號頻率或傳輸速率較高時,應選用低電容系列的TVS管；

四、TVS二極管參數詳解

• VRWM ：截止電壓， TVS二極管的最高工作電壓，可連續施加而不引起TVS二極管劣化或損壞狀態下，達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，不導通。

• VC：鉗位電壓，施加規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，在規定的脈沖直流電流IT或接近發生雪崩的電流條件下測得TVS兩端的電壓。

• IR：漏電流，亦稱待機電流。在規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。

• IPP： 峰值脈沖電流，一般在10/1000μs電流波形下的峰值。

• IT：測試電流。

• 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。

五、TVS二極管選型注意事項

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

2）對于小電流負載電路的保護，要有意識地增加限流電阻；

3）要注意TVS二極管的穩態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用；

5）TVS瞬態抑制二極管的引線長短，要與被保護線路相對。

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

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

8）在使用TVS管過程中，考慮到TVS的離散性，盡量減少串/并數量。

六、TVS二極管典型應用

TVS二極管由于具有極快的響應速度，低鉗位電壓，精準電壓等優點，因而應用于對保護器件要求比較高的場合領域，汽車電子、家、工業 控制、照明，通信、醫療等行業，如DC電源線，RS485接口，通信電源，I/O口等。

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