中心議題：

• TVS" title="TVS">TVS的特性及主要參數
• TVS二極管" title="二極管">二極管的分類
• TVS二極管的選用技巧
• TVS與壓敏電阻的參數比較
• TVS的應用領域及應用特點

瞬態電壓抑制器（Transient Voltage Suppressor）簡稱TVS，是一種二極管形式的高效能保護器件。當TVS二極管的兩極受到反向瞬態高能量沖擊時，它能以10-12秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，吸收高達數千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預定值，有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。具有響應時間快、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優點。

本文介紹TVS的特性及應用，主要內容包括：TVS的特性及主要參數，TVS二極管的分類，TVS二極管的選用技巧，TVS與壓敏電阻的參數比較，TVS的應用領域及應用特點。

一、TVS的特性及主要參數

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

在瞬態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，其兩極呈現的電壓由額定反向關斷電壓VWM上升到擊穿電壓 VBR，TVS被擊穿。隨著峰值脈沖電流的出現，流過TVS的電流達到峰值脈沖電流IPP。在其兩極的電壓被箝位到預定的最大箝位電壓以下。爾后，隨著脈 沖電流按指數衰減，TVS兩極的電壓也不斷下降，最后恢復到起始狀態。這就是TVS抑制可能出現的浪涌脈沖功率，保護電子元器件的整個過程。

2、TVS的特性參數
①最大反向漏電流IR和額定反向關斷電壓VWM。VWM是TVS最大連續工作的直流或脈沖電壓，當這個反向電壓加入TVS的兩極間時，它處于反向關斷狀態，流過它的電流應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是不導通的。當TVS 流過規定的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與標準值的離散程度，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
當持續時間為20微秒的脈沖峰值電流IPP流過TVS時，在其兩極間出現的最大峰值電壓為VC。它是串聯電阻上和因溫度系數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是數據接口電路選用TVS的重要參數。

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。其規定的試驗脈沖波形和各種TVS的PM值，請查閱有關產品手冊。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、持續時間和環境溫度有關。 而且TVS所能承受的瞬態脈沖是不重復的，器件規定的脈沖重復頻率（持續時間與間歇時間之比）為0.01%，如果電路內出現重復性脈沖，應考慮脈沖功率的 “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、確定被保護電路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額定反向關斷VWM應大于或等于被保護電路的最大工作電壓。若選用的VWM太低，器件可能進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應小于被保護電路的損壞電壓。

4、在規定的脈沖持續時間內，TVS的最大峰值脈沖功耗PM必須大于被保護電路內可能出現的峰值脈沖功率。在確定了最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流應大于瞬態浪涌電流。

5、對于數據接口電路的保護，還必須注意選取具有合適電容C的TVS器件。

6、根據用途選用TVS的極性及封裝結構。交流電路選用雙極性TVS較為合理；多線保護選用TVS陣列更為有利。

7、 溫度考慮。瞬態電壓抑制器可以在－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增加。因此，必須查閱有關產品資料，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，國內不少需進行浪涌保護的設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越得多，具體特性參數的比較如下表所示。

特性參數的比較表

五、TVS的應用及應用特點

TVS二極管具有響應時間快、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優點。目前已廣泛應用于計算機系統、通訊設備、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, 數字照相機的保護、共模/差模保護、RF耦合/IC驅動接收保護、電 機電磁波干擾抑制、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域。具體有以下三大特點：

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因瞬間的脈沖，如靜電放電效應、交流電源之浪涌及開關電源的噪音所導致的失靈。

2、靜電放電效應能釋放超過10000V、60A以上的脈沖，并能持續10ms；而一般的TTL器件，遇到超過30ms的10V脈沖時，便會導至損壞。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，能避免數據及控制總線受到不必要的噪音影響。