一.特性
定義
TVS二極管,又稱瞬態(tài)抑制二極管,是普遍使用的一種新型高效電路保護器件,它具有極快的響應時間和相當高的浪涌吸收能力。當它的兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時,TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩?,以吸收一個瞬間大電流,把它的兩端電壓箝制在一個預定的數(shù)值上,從而保護后面的電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。
特點
TVS能承受的瞬時脈沖功率可達上千瓦,其箝位響應時間僅為1ps(10^-12S)。
TVS允許的正向浪涌電流在T =25℃,T=10ms條件下,可達50~200A。
雙向TVS可在正反兩個方向吸收瞬時大脈沖功率,并把電壓箝制到預定水平,雙向TVS適用于交流電路,單向TVS一般用于直流電路。
TVS器件分類:
按極性可分為:單極性和雙極性兩種;
按用途可分為:通用型和專用型;
按封裝和內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為:軸向引線二極管、雙列直插TVS陣列、貼片式和大功率模塊等。
軸向引線的產(chǎn)品峰值功率可達400W、500W、600W、1500W和5000W。
其中大功率的產(chǎn)品主要用在電源饋線上,低功率產(chǎn)品主要用在高密度安裝場合。對于高密度安裝的場合,也可以選擇雙列直插和表面貼裝等封裝形式。

1 擊穿電壓VBR
擊穿電壓VBR 等于1 mA 的測試電流通過TVS時,TVS 兩極的電壓值。VBR 根據(jù)其與標準值的離散程度分為兩種:VBR(5%)與VBR(10%)。
2 額定反向工作電壓VWM
TVS反向工作時,在規(guī)定的IR條件下,TVS兩極的電壓值稱為額定反向工作電壓VWM.一般情況,VWM=(0.8~0.9)VBR,離散度為5%的TVS,VWM=0.85VBR(5%);離散度為10%的TVS,VWM=0.81VBR(10%)。VWM值的選擇要適中,VWM值既要大于等于US(持續(xù)工作電壓),又要與US值相接近,選擇太大或太小都不能安全可靠保護電路。
3 反向脈沖峰值電流IPP
TVS 反向工作時,在規(guī)定的脈沖條件下,TVS 允許通過的峰值脈沖電流稱為反向脈沖峰值電流,峰值脈沖電流IPP應大于電路瞬態(tài)浪涌電流。

4 鉗位電壓VC
當脈沖峰值電流IPP流過TVS時,其兩極的峰值電壓為鉗位電壓。VC為TVS的電壓保護水平,是選用TVS 十分關(guān)鍵的參數(shù),應小于被保護電路耐壓水平UW,否則TVS 將失去保護作用。TVS 鉗位系數(shù)等于VC VBR ,鉗位系數(shù)取值一般在1.2~1.4范圍內(nèi)。
5 峰值脈沖功率Ppp
峰值脈沖功率等于TVS允許通過的峰值脈沖電流IPP 與箝位電壓VC 的乘積。Ppp 值與脈沖波形、脈沖時間及環(huán)境溫度有關(guān)。在應用中要根據(jù)電路的特性和工作環(huán)境確定電路預期瞬態(tài)浪涌電流及可能出現(xiàn)的瞬態(tài)浪涌脈沖功率,峰值脈沖功率Ppp 應考慮20%的安全裕量,據(jù)此確定TVS額定脈沖功率Pppm.額定脈沖功率應大于被保護器件或線路可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。同時,電路設計必須認真考慮重復施加脈沖能量的累積,其能量不應超過TVS器件的脈沖能量額定值。
TVS的電容量由其芯片的面積和偏置電壓來確定,其偏置電壓與電容值C 成反比。在應用中要根據(jù)電路持性選擇合適的電容范圍,電容大會使信號損失,對信號起調(diào)制作用,引起干擾。
7 反向漏電流ID
當額定反向工作電壓VWM 加于TVS兩極時,TVS處于反向關(guān)斷狀態(tài),流過TVS 的電流稱為反向漏電流,ID值應小于或等于其反向漏電流。
TVS二極管的應用:
╬ TVS在電源線路的應用
直流電源的防雷電路使用瞬態(tài)抑制二極管(TVS)時,一般還需要與壓敏電阻、氣體放電管GDT等通流容量大的器件配合使用。壓敏電阻MOV 屬于高能量保護器件。該電路采用二級防護,巧妙的利用電感L做電路延時,達到防護器件分級啟動的目的。當浪涌來臨時,電感L會使浪涌波頭產(chǎn)生延遲。利用這個延遲,可以保證TVS先啟動,把電壓鉗位到合理范圍,而不至于損壞后續(xù)電路。因為壓敏電阻的響應時間較TVS長,它這時才啟動,將大能量脈沖泄放到地。在正常情況下,這樣一個兩級相互配合的電路,能夠起到很好的保護效果。

╬ TVS在信號線路的應用
TVS二極管不僅可以用于電源系統(tǒng)的浪涌防護,還可以用于信號線路的浪涌保護,采用氣體放電管GDT 與TVS管組合成信號浪涌保護裝置,其特點是反應快,漏流小,幾乎對信號無損耗,可以對高速網(wǎng)絡線路提供安全、可靠的保護,如下圖所示。

TVS(瞬態(tài)抑制二極管)產(chǎn)品,保護低電壓電路不會受到因靜電放電、雷閃以及其它毀滅性瞬間電壓所造成的損壞或鎖定。我們的產(chǎn)品具有低限制電壓、低電容和低泄漏電流等特性。同時,我們的產(chǎn)品符合業(yè)界苛刻的瞬變免疫標準,包括 IEC、Bellcore 1089 和 FCC part 68 中的相關(guān)標準。