摘要：瞬態(tài)抑制二極管作為二極管的高效能保護(hù)器件，目前已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用，下面主要說說瞬態(tài)抑制二極管的作用、工作原理以及選型介紹。

瞬態(tài)抑制二極管簡介

瞬態(tài)二極管（Transient Voltage Suppressor）簡稱TVS，是一種二極 管形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)TVS 二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，它 能以10的負(fù)12次方秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗崭哌_(dá)數(shù)千瓦的 浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的精密元 器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。

瞬態(tài)抑制二極管特點(diǎn)

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(jī)因瞬間的脈沖，如靜電放電效應(yīng)、交流電源之浪涌及開關(guān)電源的噪音所導(dǎo)致的失靈。

2、靜電放電效應(yīng)能釋放超過10000V、60A 以上的脈沖，并能持續(xù)10ms；而一般的TTL 器件，遇到超過30ms 的10V脈沖時，便會導(dǎo)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(guān)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(shù)據(jù)及控制總線受到不必要的噪聲影響。

瞬態(tài)抑制二極管參數(shù)

①最大反向漏電流ID和額定反向關(guān)斷電壓VWM。

VWM 是TVS 最大連續(xù)工作的直流或脈沖電壓，當(dāng)這個反向電壓加入TVS 的兩極間時，它處于反向關(guān)斷狀態(tài)，流過它的電流應(yīng)小于或等于其最大反向漏電流 ID。

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(dǎo)通的。當(dāng)TVS 流過規(guī)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(biāo)準(zhǔn)值的離散程度，可把TVS 分為±5%VBR和±10%VBR 兩種。對于±5%VBR來說，VWM=0.85VBR；對于±10%VBR 來說，VWM=0.81VBR。

③最大箝拉電壓VC 和最大峰值脈沖電流IPP

當(dāng)持續(xù)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(xiàn)的最大峰值電壓為VC。它是串聯(lián)電阻上和因溫度系數(shù)兩者電壓上升的組合。VC 、IPP反映 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(jié)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(shù)據(jù)接口電路選用TVS 的重要參數(shù)。

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(guī)定的試驗脈沖波形和各種TVS 的PM 值，請查閱有關(guān)產(chǎn)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(xù)時間和環(huán)境溫度有關(guān)。而且TVS 所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復(fù)的，器件規(guī)定的脈沖重復(fù)頻率（持續(xù)時間與間歇時間之比）為0.01%，如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)性脈沖，應(yīng)考慮脈沖功率的“累積”，有可能使TVS 損壞。

⑥箝位時間TC

TC 是TVS兩端電壓從零到最小擊穿電壓VBR 的時間。對單極性TVS一般是1×10-12秒；對雙極性TVS一般 是1×10-11 秒。

瞬態(tài)抑制二極管的作用

（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(jī)因瞬間的肪沖，如靜電放電效應(yīng)、交流電源之浪涌及開關(guān)電源的噪音所導(dǎo)致的失靈。

（2）靜電放電效應(yīng)能釋放超過10000V、60A以上的脈沖，并能持續(xù)10ms；而一般的TTL器件，遇到超過30ms的10V脈沖時，便會導(dǎo)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(guān)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(shù)據(jù)及控制總線受到不必要的噪音影響。

瞬態(tài)抑制二極管的工作原理

器件并聯(lián)于電路中，當(dāng)電路正常工作時，它處于截止?fàn)顟B(tài)（高阻態(tài)），不影響線路正常工作，當(dāng)電路出現(xiàn)異常過壓并達(dá)到其擊穿電壓時，它迅速由高阻態(tài)變?yōu)榈妥钁B(tài)，給瞬間電流提供低阻抗導(dǎo)通路徑，同時把異常高壓箝制在一個安全水平之內(nèi)，從而保護(hù)被保護(hù)IC或線路；當(dāng)異常過壓消失，其恢復(fù)至高阻態(tài)，電路正常工作。

瞬態(tài)抑制二極管選用技巧

1、確定被保護(hù)電路的最大直流或連續(xù)工作電壓、電路的額定標(biāo)準(zhǔn)電壓和“高端”容限。

2、TVS額定反向關(guān)斷VWM 應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓。若選用的VWM 太低，器件可能進(jìn)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(yīng)小于被保護(hù)電路的損壞電壓。

4、在規(guī)定的脈沖持續(xù)時間內(nèi)，TVS 的最大峰值脈沖功耗PM 必須大于被保護(hù)電路內(nèi)可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。在確定 最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流應(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流。

5、對于數(shù)據(jù)接口電路的保護(hù)，還必須注意選取具有合適電容C 的TVS 器件。

6、根據(jù)用途選用TVS 的極性及封裝結(jié)構(gòu)。交流電路選用雙極性TVS較為合理；多線保護(hù)選用TVS 陣列更為有利。

7、溫度考慮。瞬態(tài)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ID是隨增加而增大；功耗隨TVS結(jié)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(shù)增加。因此，必須查閱有關(guān)產(chǎn)品資料，考慮溫度變化對其特性的影響。