中心議題：

• 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

瞬態電壓抑製器（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衝擊時
，它能以10-12秒(miao)量(liang)級(ji)的(de)速(su)度(du)，將(jiang)其(qi)兩(liang)極(ji)間(jian)的(de)高(gao)阻(zu)抗(kang)變(bian)為(wei)低(di)阻(zu)抗(kang)，吸(xi)收(shou)高(gao)達(da)數(shu)千(qian)瓦(wa)的(de)浪(lang)湧(yong)功(gong)率(lv)
，使(shi)兩(liang)極(ji)間(jian)的(de)電(dian)壓(ya)箝(qian)位(wei)於(yu)一(yi)個(ge)預(yu)定(ding)值(zhi)，有(you)效(xiao)地(di)保(bao)護(hu)電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)中(zhong)的(de)精(jing)密(mi)元(yuan)器(qi)件(jian)

，免(mian)受(shou)各(ge)種(zhong)浪(lang)湧(yong)脈(mai)衝(chong)的(de)損(sun)壞(huai)。具(ju)有(you)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)快(kuai)、瞬態功率大、漏電流低
、擊穿電壓偏差小
、箝位電壓較易控製、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。

在瞬態峰值脈衝電流作用下，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。隨著峰值脈衝電流的出現
，流過TVS的電流達到峰值脈衝電流IPP。在其兩極的電壓被箝位到預定的最大箝位電壓以下。爾後，隨著脈 衝電流按指數衰減
，TVS兩極的電壓也不斷下降，最後恢複到起始狀態。這就是TVS抑製可能出現的浪湧脈衝功率，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衝電壓
，當這個反向電壓加入TVS的兩極間時，它處於反向關斷狀態
，流過它的電流應小於或等於其最大反向漏電流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。對於±5%VBR來說，VWM=0.85VBR；對於±10% VBR來說，VWM=0.81 VBR。

③最大箝拉電壓VC和最大峰值脈衝電流IPP
當持續時間為20微秒的脈衝峰值電流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係數兩者電壓上升的組合。VC
、IPP反映了TVS器件的浪湧抑製能力。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雪崩結截麵決定的、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最大峰值脈衝功耗PM
PM是TVS能承受的最大峰值脈衝耗散功率。其規定的試驗脈衝波形和各種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 浪湧電流的承受能力越大
；在給定的功耗PM下，箝位電壓VC越低，其浪湧電流的承受能力越大。另外，峰值脈衝功耗還與脈衝波形、持續時間和環境溫度有關。 而且TVS所能承受的瞬態脈衝是不重複的
，器件規定的脈衝重複頻率（持續時間與間歇時間之比）為0.01%，如果電路內出現重複性脈衝，應考慮脈衝功率的 “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小於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。
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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應大於或等於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，並行連接分電流。

3、 TVS的最大箝位電壓VC應小於被保護電路的損壞電壓。

4
、在規定的脈衝持續時間內，TVS的最大峰值脈衝功耗PM必須大於被保護電路內可能出現的峰值脈衝功率。在確定了最大箝位電壓後，其峰值脈衝電流應大於瞬態浪湧電流。

5

、對於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。瞬態電壓抑製器可以在－55~+150℃之間工作。如果需要TVS在一個變化的溫度 工作

，由於其反向漏電流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係數增加。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
，國內不少需進行浪湧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
、箝位電壓較易控製、無損壞極限、體積小等優點。目前已廣泛應用於計算機係統、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 機電磁波幹擾抑製、音頻/視頻輸入
、傳感器/變速器、工控回路

、繼電器
、接觸器噪音的抑製等各個領域。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衝


，如靜電放電效應
、交流電源之浪湧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以上的脈衝，並能持續10ms
；而一般的TTL器件，遇到超過30ms的10V脈衝時，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衝
，並能消除由總線之間開關所引起的幹擾（Crosstalk）。

3、將TVS二極管放置在信號線及接地間，能避免數據及控製總線受到不必要的噪音影響。