瞬态抑制二极管怎么选择？瞬态抑制二极管工作原理讲解，通俗易懂

大家好，我是李工，创作不易，希望大家多多支持我。今天给大家分享的是：

二极管是最基本的半导体器件，常用于许多电子设计，如整流器、转换器、逆变器、保护电路、稳压器等。有一种称为TVS 二极管 的特殊二极管，它在处理电力电子设计电路中的瞬态尖峰方面起着至关重要的作用。在这里将比较深入地研究瞬态抑制二极管。

瞬态电压抑制二极管电路

一、瞬态是什么意思？

瞬态 是电压或电流中的短时间尖峰 ，会以多种方式损坏电路。有些瞬态只发生一次，有些可能是重复的。这些瞬台的范围从几毫伏到几千伏，持续时间从纳秒到数百毫秒。

瞬态图

二、是什么导致电路中的瞬变？

瞬变可能由电路中的内部或外部连接引起 。例如，由于感应负载开关 或开关和连接器中的接触故障，可能会在内部产生瞬变。在外部，它可能由于雷击 或感应开关而产生。

三、瞬态电压抑制器件 (TVS)

瞬态电压抑制器或 TVS 是用于保护电路免受电压或电流突然尖峰影响 的保护装置 。保护电路免受过压影响的主要方法是将这些 TVS 器件 与电路并联 。

瞬态电压抑制器的类型

有许多类型的 TVS 器件 可用于瞬态电压抑制，即金属氧化物压敏电阻、TVS 二极管 、齐纳二极管或旁路电容器。

根据操作，瞬态电压抑制器可分为两类，钳位和撬棒 。

钳位装置 将电压限制在一个固定水平。这样做时，它们会吸收过压事件的多余能量。TVS 二极管是钳位器件的一个例子。

钳位器设备

Crowbar 设备 一旦触发就会基本上使受保护线路短路 ，从而将多余的能量从受保护电路中转移出去。正如你在下图中看到的那样，当检测到触发电压（尖峰） 时，crowbar 设备将电路短路，因此线路电压降低，然后在 crowbar 设备断开电路的某个时间后，线路电压再次上升到稳定状态电路的正常运行。

Crowbar 设备

四、瞬态电压抑制二极管——TVS二极管

瞬态电压抑制二极管 是一种固态 PN 结二极管 ，专门设计用于消除对敏感半导体和电路的突然或瞬时过电压影响。 瞬态电压抑制二极管是一种钳位器件，因此每当感应电压超过雪崩击穿电压 时，它就会吸收过压事件的多余能量，然后在过压状态后自动复位 。的确，标准二极管和齐纳二极管也可用于过压/瞬态保护，但它们不如瞬态电压抑制二极管稳健，因为标准和齐纳二极管是为整流和电压调节而设计的。

TVS二极管的种类：

瞬态电压抑制二极管可分为两种类型。一种是单向的，另一种是双向的。

单向瞬态电压抑制二极管 像任何其他雪崩二极管 一样在正向 电路中用作整流器，并且这种单向二极管可以承受非常大的峰值电流。单向 TVS 二极管的符号如下图所示，它很像一个齐纳二极管。

单向 TVS 二极管符号

另一方面，双向瞬态电压抑制二极管 可以由彼此串联的两个相互相对的雪崩二极管来表示。 这些二极管与要保护的设备或电路并联。与符号不同，这些二极管是作为单个组件制造的。双向 TVS 二极管的符号如下图所示。

双向 TVS 二极管符号

五、TVS 瞬态抑制二极管工作原理

TVS瞬态抑制二极管 与要保护的设备或电路并联。 TVS 器件专门设计用于在特定电压水平下击穿并传导大量电流而不会造成损坏。

TVS二极管应用电路

在正常电压条件下，TVS 瞬态抑制二极管表现为开路 ，但存在少量漏电流。当正常电压超过一定水平时，TVS瞬态抑制二极管结雪崩，结果过电压从被保护电路中分流并通过TVS二极管分流。 当过电压消失时，设备会自动复位。

六、TVS瞬态抑制二极管VI特性

下图显示了单向和双向 TVS 二极管的 VI 特性 。该特性图显示了电压和电流的关系。双向二极管在正负方向上具有相同的特性曲线，因此它们以哪种方式连接到电路中并不重要。与负方向相比，单向二极管在正方向具有更高的导通电压 。

VI 单向和双向 TVS 二极管的特性

七、瞬态抑制二极管怎么选择？

市场上有许多类型的 TVS 二极管，专为特定应用而设计。当你选择 TVS 二极管 时，可以参考以下参数：

反向关断电压 (V R )： 反向关断电压是可以在不实际激活设备的情况下施加到保护器的最大电压。 器件 V R应等于或高于被保护电路的峰值工作电压。这是为了确保保护装置不会夹住正常的电路工作或信号电压。

击穿电压 (V BR )： 击穿电压是二极管开始保护和传导电流的电压 。通常，V BR规定为 1mA。

钳位电压 (V C )： 钳位电压是受保护电路在测试波形事件期间将承受的最高电压。 在大多数数据表中，钳位电压是针对具有 8µS 上升时间的 1A 或 2A 波形给出的。

峰值脉冲电流（IPP）： 峰值脉冲电流是保护装置可以承受的最大电流 。

八、TVS瞬态抑制二极管应用

TVS 二极管通常用于低能量电路 和系统中的分流/钳位，以及电路中的ESD 保护 。瞬态电压抑制二极管的应用可以在数据和信号线、微处理器和 MOS 存储器、AC/DC 电源线和电信设备中找到。下面给出了一些示例电路：

TVS瞬态抑制二极管应用

原文链接：https://components101.com/articles/how-to-use-tvs-diodes-for-transient-voltage-suppression

以上就是关于TVS瞬态抑制二极管 的知识，希望大家多多支持 我，得点赞 ，关注 ，有问题欢迎在评论区留言 ，大家一起讨论 。

图片来源于网络

瞬变电压抑制二极管基础知识

瞬变电压抑制二极管，又称瞬变电压抑制器，简称TVS管。响应速度快（纳秒级）、瞬时吸收功率大（数百至数千瓦）、漏电流小（微安级）、导通电压精度高、箝位电压较易控制、体积小等。它对保护装置免遭静电、雷电、操作过电压、断路器电弧重燃等各种电磁波干扰十分有效，可有效地抑制共模、差模干扰，是微电子设备过电压精细保护的首选器件。

瞬态电压抑制器（Transient Voltage Suppressor）简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10-12秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。由于它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。

目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。具体有以下三大特点：

1、 将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。

2、静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms；而一般的TTL器件，遇到超过30ms的10V脉冲时，便会导至损坏。利用TVS二极管，可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰（Crosstalk）。

3、将TVS二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。

一、TVS的特性及主要参数

1、TVS的特性曲线

TVS的电路符号与普通稳压二极管相同。它的正向特性与普通二极管相同；反向特性为典型的PN结雪崩器件。

在瞬态峰值脉冲电流作用下，流过TVS的电流，由原来的反向漏电流ID上升到IR时，其两极呈现的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR，TVS被击穿。随着峰值脉冲电流的出现，流过TVS的电流达到峰值脉冲电流IPP。在其两极的电压被箝位到预定的最大箝位电压以下。尔后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS两极的电压也不断下降，最后恢复到起始状态。这就是TVS抑制可能出现的浪涌脉冲功率，保护电子元器件的整个过程。

2、TVS的特性参数

①最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。

VWM是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压，当这个反向电压加入TVS的两极间时，它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。

②最小击穿电压VBR和击穿电流IR

VBR是TVS最小的雪崩电压。25℃时，在这个电压之前，TVS是不导通的。当TVS 流过规定的1mA电流（IR）时，加入TVS两极间的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与标准值的离散程度，可把TVS分为±5%VBR和平共处±10% VBR两种。对于±5%VBR来说，VWM=0.85VBR；对于±10% VBR来说，VWM=0.81 VBR。

③最大箝拉电压VC和最大峰值脉冲电流IPP

当持续时间为20微秒的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，在其两极间出现的最大峰值电压为VC。它是串联电阻上和因温度系数两者电压上升的组合。VC 、IPP反映了TVS器件的浪涌抑制能力。VC与VBR之比称为箝位因子，一般在1.2~1.4之间。

④电容量C

电容量C 是TVS雪崩结截面决定的、在特定的1MHZ频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比，C过大将使信号衰减。因此，C是数据接口电路选用TVS的重要参数。

⑤最大峰值脉冲功耗PM

PM是TVS能承受的最大峰值脉冲耗散功率。其规定的试验脉冲波形和各种TVS的PM值，请查阅有关产品手册。在给定的最大箝位电压下，功耗PM越大，其浪涌电流的承受能力越大；在给定的功耗PM下，箝位电压VC越低，其浪涌电流的承受能力越大。另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的，器件规定的脉冲重复频率（持续时间与间歇时间之比）为0.01%，如果电路内出现重复性脉冲，应考虑脉冲功率的“累积”，有可能使TVS损坏。

⑥箝位时间TC

TC是从零到最小击穿电压VBR的时间。对单极性TVS小于1×10-12秒；对双极性TVS小于是1×10-11 秒。

二、 TVS二极管的分类

TVS器件可以按极性分为单极性和双极性两种，按用途可分为各种电路都适用的通用型器件和特殊电路适用的专用型器件。如：各种交流电压保护器、4~200mA电流环保器、数据线保护器、同轴电缆保护器、电话机保护器等。若按封装及内部结构可分为：轴向引线二极管、双列直插TVS阵列（适用多线保护）、贴片式、组件式和大功率模块式等。

三、 TVS的选用技巧

1、确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。

2、TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VWM太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。串行连接分电压，并行连接分电流。

3、 TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。

4、在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。

5、对于数据接口电路的保护，还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。

6、根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合理；多线保护选用TVS阵列更为有利。

7、温度考虑。瞬态电压抑制器可以在－55~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度 工作，由于其反向漏电流ID是随增加而增大；功耗随TVS结温增加而下降，从+25℃到+175℃，大约线性下降50％雨击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此，必须查阅有关产品资料，考虑温度变化对其特性的影响。

四、TVS与压敏电阻的比较

目前，国内不少需进行浪涌保护的设备上使用的是压敏电阻。压敏电阻是一种金属化物变阻器。TVS比压敏电阻的特性优越得多，具体特性参数的比较如下表所示。

该内容是云汉芯城小编通过网络搜集资料整理而成，如果你还想了解更多关于电子元器件的相关知识及电子元器件行业实时市场信息，敬请关注微信公众号 【云汉芯城】。

（免责声明：素材来自网络，由云汉芯城小编搜集网络资料编辑整理，如有问题请联系处理！）

相关问答

回答这个问题之前,先来普及下TVS瞬态抑制二极管的命名法则:主要由三部分构成:系列名+电压值+单/双向符号比如东沃电子3KP33CA,其中3KP指的是系列名,前面数字...

产品类型瞬变抑制二极管是否进口是品牌Vishay/威世通型号P6KE220A材料硅(Si)封装DO-15工作温度范围-55+150(℃)功耗600针脚数2瞬...

电磁阀是用电磁原理控制的阀门,是用来控制流体的自动化基础元件。电磁阀的铁芯,线圈可以视为一个电感。电感是一种储能原件。通电时,电感将电能转化为磁能...

[回答]TVS瞬变电压抑制二极管的特性参数:最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。VWM是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压,当这个反向电压加入TVS的两极间...

对于TVS(瞬态抑制二极管)的扩散后方块电阻不均匀的情况,这可能是由于制造过程中的一些因素导致的。方块电阻是指TVS器件内部的电阻,用于限制电流流过TVS器件...

因为这些二极管的性能和用途不一样,所以必须分类。否则会造成使用上的混乱导致电路无法正常工作,甚至出现事故。①用于整流和检波的二极管具有单向导电性是所...

瞬态抑制二极管丝印一般有批次和型号编码组成。A表示单向,CA表示双向。批次:1412举例:SMBJ36CA丝印为1412CP。TVS是一种限压保护器件,作用与压敏电...瞬...

压敏电阻器是一种具有瞬态电压抑制功能的元件,可以用来代替瞬态抑制二极管、齐纳二极管和电容器的组合压敏电阻器可以对IC及其它设备的电路进行保护,防止因静...

TVS,那就是瞬态(变)电压抑制二极管,亦称为TVS(TransientVoltageSuppressors)二极管、TVS管,是在齐纳二极管工艺基础上发明的一种新型高效电路保护元器件...

反激电源的反射电压,还与一个参数有关,那就是输出电压,输出电压越低,则变压器匝数比越大,变压器漏感越大,开关管承受电压越高,有可能击穿开关管、吸收电...反...