TVS参数详解

TVS（Transient Voltage Suppression）即瞬态电压抑制二极管，常见的保护电路器件。TVS是采用半导体工艺制成的具有单个PN结或多个PN结集成的器件。

TVS 反向并联在电路中，当电路正常工作时，处于高阻状态截止可以理解为开路。当电路异常超过击穿电压时，TVS迅速由高阻状态变为低电阻状态，泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地，同时把异常过电压钳制在后级电路可承受的安全水平之内，从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。当异常过电压消失后，TVS 阻值又恢复为高阻态。

TVS 有单向与双向之分，单向TVS 一般应用于直流供电电路，双向TVS 应用于电压交变的电路。

单向TVS (Unidirectional TVS)

对应的V-I曲线为：

对于单向TVS，当有负半周的电压时，相当于二极管正常导通钳位电压大概在0.7V。当然负半周电压超过耐压值会将TVS烧毁。

双向TVS (Bidirectional TVS)

对应的V-I曲线为：

参数

• 最高工作电压$V_{WM}$VWM​

正常工作时，TVS 应该是不工作的，所以$V_{WM}$VWM​应大于线路上最高工作电压。这样才能保证TVS 在电路正常工作下不会影响电路工作。但也不能选的太高，如果太高，钳位电压也会较高，所以在选择$V_{WM}$VWM​ 时，要综合考虑被保护电路的工作电压及后级电路的承受能力。

• 击穿电压$V_{BR}$VBR​

击穿电压是指在V-I 特性曲线上，在规定的脉冲直流电流 IR或接近发生雪崩的电流条件下测得 TVS两端的电压。对于低压TVS，由于漏电流较大，所以测试电流选取的IR较大，如SMAJ5.0A，测试电流IR 选取10mA。使用脉冲恒流源对TVS 施加IR大小的电流时，读出TVS 两端的电压则为击穿电压。电流施加时间应不超过400ms，以免造成TVS 受热损坏。$V_{BR_{MIN}}$VBRMIN​​和$V_{BR_{MAX}}$VBRMAX​​是TVS 击穿电压的一个偏差，一般TVS 为±5%的偏差。

• 钳位电压$V_{C}$VC​,峰值脉冲电流$I_{PP}$IPP​

$I_{PP}$IPP​：峰值脉冲电流，给定脉冲电流波形的峰值。TVS 一般选用10/1000μs 电流波形，如下图所示。
$V_{C}$VC​：钳位电压，施加规定波形的峰值脉冲电流$I_{PP}$IPP​ 时，TVS 两端测得的峰值电压。TVS 钳位电压应小于后级被保护电路最大可承受的瞬态安全电压。

$I_{PP}$IPP​ 及$V_{C}$VC​是衡量TVS 在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流及限制电压能力的参数，这两个参数是相互联系的。对于TVS 在防雷保护电路中的钳位特性，可以参考$V_{C}$VC​ 这个参数，对于同一型号TVS，在相同$I_{PP}$IPP​下的$V_{C}$VC​ 越小，说明TVS 的钳位特性越好。TVS 的耐脉冲电流冲击能力可以参考$I_{PP}$IPP​，同型号的TVS，$I_{PP}$IPP​ 越大，耐脉冲电流冲击能力越强。

• 额定功率$P_{PPM}$PPPM​

TVS 产品的额定瞬态功率应大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率:
$P_{PPM}$PPPM​=$V_{C}$VC​*$I_{PP}$IPP​

• 漏电流$I_R$IR​

对于一些低功耗电路，要特别关注$I_R$IR​。如果在电压允许的情况下，尽量选择10V 以上的TVS，漏电流会比较小。当然也有低功耗专用的TVS。

• 结电容

TVS 的结电容一般在几十pF到几十nF。对于同一功率等级的TVS，其电压越低，电容值越大。在一些通信总线上尤其是高速线，要注意TVS 的结电容过大可能会影响总线。

• 封装形式

TVS 的功率从封装形式上也可以体现，封装体积越小，其功率一般也越小，因为TVS 的芯片面积直接决定了TVS 的功率等级。可根据电路设计及测试要求选择合适封装的TVS 器件。