TVS參數詳解

TVS（Transient Voltage Suppression）即瞬態電壓抑制二極管，常見的保護電路器件。TVS是採用半導體工藝製成的具有單個PN結或多個PN結集成的器件。

TVS 反向並聯在電路中，當電路正常工作時，處於高阻狀態截止可以理解爲開路。當電路異常超過擊穿電壓時，TVS迅速由高阻狀態變爲低電阻狀態，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後級電路可承受的安全水平之內，從而保護後級電路免遭異常過電壓的損壞。當異常過電壓消失後，TVS 阻值又恢復爲高阻態。

TVS 有單向與雙向之分，單向TVS 一般應用於直流供電電路，雙向TVS 應用於電壓交變的電路。

單向TVS (Unidirectional TVS)

對應的V-I曲線爲：

對於單向TVS，當有負半周的電壓時，相當於二極管正常導通鉗位電壓大概在0.7V。當然負半周電壓超過耐壓值會將TVS燒燬。

雙向TVS (Bidirectional TVS)

對應的V-I曲線爲：

參數

• 最高工作電壓$V_{WM}$

正常工作時，TVS 應該是不工作的，所以$V_{WM}$應大於線路上最高工作電壓。這樣才能保證TVS 在電路正常工作下不會影響電路工作。但也不能選的太高，如果太高，鉗位電壓也會較高，所以在選擇$V_{WM}$ 時，要綜合考慮被保護電路的工作電壓及後級電路的承受能力。

• 擊穿電壓$V_{BR}$

擊穿電壓是指在V-I 特性曲線上，在規定的脈衝直流電流 IR或接近發生雪崩的電流條件下測得 TVS兩端的電壓。對於低壓TVS，由於漏電流較大，所以測試電流選取的IR較大，如SMAJ5.0A，測試電流IR 選取10mA。使用脈衝恆流源對TVS 施加IR大小的電流時，讀出TVS 兩端的電壓則爲擊穿電壓。電流施加時間應不超過400ms，以免造成TVS 受熱損壞。$V_{BR_{MIN}}$和$V_{BR_{MAX}}$是TVS 擊穿電壓的一個偏差，一般TVS 爲±5%的偏差。

• 鉗位電壓$V_{C}$,峯值脈衝電流$I_{PP}$

$I_{PP}$：峯值脈衝電流，給定脈衝電流波形的峯值。TVS 一般選用10/1000μs 電流波形，如下圖所示。
$V_{C}$：鉗位電壓，施加規定波形的峯值脈衝電流$I_{PP}$ 時，TVS 兩端測得的峯值電壓。TVS 鉗位電壓應小於後級被保護電路最大可承受的瞬態安全電壓。

$I_{PP}$ 及$V_{C}$是衡量TVS 在電路保護中抵抗浪湧脈衝電流及限制電壓能力的參數，這兩個參數是相互聯繫的。對於TVS 在防雷保護電路中的鉗位特性，可以參考$V_{C}$ 這個參數，對於同一型號TVS，在相同$I_{PP}$下的$V_{C}$ 越小，說明TVS 的鉗位特性越好。TVS 的耐脈衝電流衝擊能力可以參考$I_{PP}$，同型號的TVS，$I_{PP}$ 越大，耐脈衝電流衝擊能力越強。

• 額定功率$P_{PPM}$

TVS 產品的額定瞬態功率應大於電路中可能出現的最大瞬態浪湧功率:
$P_{PPM}$=$V_{C}$*$I_{PP}$

• 漏電流$I_R$

對於一些低功耗電路，要特別關注$I_R$。如果在電壓允許的情況下，儘量選擇10V 以上的TVS，漏電流會比較小。當然也有低功耗專用的TVS。

• 結電容

TVS 的結電容一般在幾十pF到幾十nF。對於同一功率等級的TVS，其電壓越低，電容值越大。在一些通信總線上尤其是高速線，要注意TVS 的結電容過大可能會影響總線。

• 封裝形式

TVS 的功率從封裝形式上也可以體現，封裝體積越小，其功率一般也越小，因爲TVS 的芯片面積直接決定了TVS 的功率等級。可根據電路設計及測試要求選擇合適封裝的TVS 器件。