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TVS二极管是一种新型高效电路保护器件，具有极快的响应时间和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗降至低阻抗，从而吸收浪涌电流，保护电路中的元件不受瞬态高压冲击。由于其高效、快速的保护能力和可靠性，TVS二极管已经广泛应用于各种电子设备和系统中，如计算机、通讯设备、家用电器等。TVS二极管
新型高效电路保护器件
TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管，又称为瞬态抑制二极管，是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。
定义
TVS二极管与常见的稳压二极管的工作原理相似，如果高于标志上的击穿电压，TVS二极管就会导通，与稳压二极管相比，TVS二极管有更高的电流导通能力。TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，以10^-12S 量级速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，同时吸收高达数千瓦的浪涌功率。使两极间的电压箝位于一个安全值，有效地保护电子线路中的精密元器件免受浪涌脉冲的破坏。
说明
TVS二极管会和要保护的电路并联。当其电压超过突崩溃准位时，直接分流过多的电流。TVS二极管是箝位器，会抑制超过其崩溃电压的过高电压。当过电压消失时，TVS二极管会自动复归，而其吸收的能量比类似额定的撬棒电路要大很多。
TVS二极管过电压反应的速度会比其他的过电压保护元件（例如压敏电阻或是气体放电管）要快。实际的箝位大约只有一皮秒，但因为实际电路中导线存在电感，因此保护元件需容许较长时间的大电压。因此TVS二极管会比其他元件适合保护电路不受很快，而且有破坏性的电压突波。像许多分散式的电路都有这种快速的过电压突波，可能因为内部因素或是外部因素造成，例如闪电或是马达短路。
瞬态电压抑制器若使用在超过其设计条件的环境下，可能会损坏。瞬态电压抑制器的失效模式有三种：短路、开路、元件额定下降。
TVS二极管常会称为是transorbs，或是Vishay半导体的注册商标TransZorbs。
特点
一、 TVS器件的工作原理
瞬态（瞬变）电压抑制二极管简称TVS器件，在规定的反向应用条件下，当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时，其工作阻抗能立即降至很低的导通值，允许大电流通过，并将电压箝制到预定水平，从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。
TVS能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦，其箝位响应时间仅为1ps（10^-12S）。
双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压箝制到预定水平，双向TVS适用于交流电路，单向TVS一般用于直流电路。
主要电参数
1. 击穿电压V(BR) 器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I(BR) 下，测得器件两端的电压称为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。
2. 最大反向脉冲峰值电流IPP
在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器件允许通过的最大脉冲峰值电流。IPP与最大箝位电压Vc(MAX) 的乘积，就是瞬态脉冲功率的最大值。使用时应正确选取TVS，使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。当瞬时脉冲峰值电流出现时，TVS被击穿，并由击穿电压值上升至最大箝位电压值，随着脉冲电流呈指数下降，箝位电压亦下降，恢复到原来状态。因此，TVS能抑制可能出现的脉冲功率的冲击，从而有效地保护电子线路。
峰值电流波形
A.正弦半波
B.矩形波
C.标准波（指数波形）
D.三角波
TVS峰值电流的试验波形采用标准波（指数波形），由TR/TP决定。
峰值电流上升时间TR：电流从10%IPP开始达到90%IPP的时间。
半峰值电流时间TP：电流从零开始通过最大峰值后，下降到0.5IPP值的时间。
下面列出典型试验波形的TR/TP值：
A.EMP波：10ns /1000ns
B.闪电波：8μs /20μs
C.标准波：10μs /1000μs
3. 最大反向工作电压VRWM（或变位电压）器件反向工作时，在规定的IR下，器件两端的电压值称为最大反向工作电压VRWM。通常VRWM =（0.8~0.9）V (BR)。
在这个电压下，器件的功率消耗很小。使用时，应使VRWM 不低于被保护器件或线路的正常工作电压。
4.最大箝位电压Vc(max ) 在脉冲峰值电流Ipp 作用下器件两端的最大电压值称为最大箝位电压。
最大箝位电压与击穿电压之比称为箝位系数。
即：箝位系数=Vc(max )/V(BR) 一般箝位系数为1.3左右。最大箝位电压VC(max )的测试方法见4.4。
典型的脉冲持续时间tp为1MS，当施加到瞬态电压抑制二极管上的脉冲时间tp 比标准脉冲时间短时，其脉冲峰值功率将随tp的缩短而增加。TVS的反向脉冲峰值功率PPR与经受浪涌的脉冲波形有关，用功率系数K1表示，各种浪涌波形的K1值如表1所示。
E=∫i(t).V(t)dt
式中：
i(t)为脉冲电流波形，
V(t)为箝位电压波形。
这个额定能量值在极短的时间内对TVS是不可重复施加的。但是，在实际的应用中，浪涌通常是重复地出现，在这种情况下，即使单个的脉冲能量比TVS器件可承受的脉冲能量要小得多，但若重复施加，这些单个的脉冲能量积累起来，在某些情况下，也会超过TVS器件可承受的脉冲能量。因此，电路设计必须在这点上认真考虑和选用TVS器件，使其在规定的间隔时间内，重复施加脉冲能量的累积不至超过TVS器件的脉冲能量额定值。
7.漏电流IR 当最大反向工作电压施加到TVS上时，TVS管有一个漏电流IR，当TVS用于高阻抗电路时，这个漏电流是一个重要的参数。
8.TVS器件分类：
按极性可分为：单极性和双极性两种；
按用途可分为：通用型和专用型；
按封装和内部结构可分为：轴向引线二极管、双列直插TVS阵列、贴片式和大功率模块等。
轴向引线的产品峰值功率可达400W、500W、600W、1500W和5000W。
选用
在选用TVS时，应考虑以下几个主要因素：
(3)TVS在正常工作状态下不要处于击穿状态，最好处于VR以下，应综合考虑VR和VC两方面的要求来选择适当的TVS。
(4)如果知道比较准确的浪涌电流IPP，则可利用VCIpp来确定功率；如果无法确定IPP的大致范围，则选用功率大些的TVS为好。PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功率耗散值。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。 (5)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，不然有可能损坏TVS。
(6)对于小电流负载的保护，可有意识地在线路中增加限流电阻，只要限流电阻的阻值适当，一般不会影响线路的正常工作，但限流电阻对干扰所产生的电流却会大大减小。但这样可能选用峰值功率较小的TVS管来对小电流负载线路进行保护。
(7)电容量C是由TVS雪崩结截面决定的，这是在特定的1 MHz频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比，C太大将使信号衰减。因此，C是数据接口电路选用TVS的重要参数。对于数据/信号频率越高的回路，二极管的电容对电路的干扰越大，形成噪声或衰减信号强度也大，因此，需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小(如LCTVS、低电容TVS，电容不大于3 pF)，而对电容要求不高的回路，电容的容量选择可高于40pF。
(8)为了满足IEC61000-4-2国际标准，TVS二极管必须达到可以处理最小8 KV(MB，接触)和15 kV(BM,空气)的ESD冲击，有的半导体生产厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。而对于某些有特殊要求的便携设备应用，设计者可以按需要挑选器件。
规格
TVS二极管有以下的规格：
- 漏电流：在电压小于最大反向关断电压时，可以导通的电流。Leakage current: the amount of current conducted when voltage applied is below the maximum reverse standoff voltage.
- 最大反向关断电压：在此电压以下，导流电流不明显
- 击穿电压：会出现显导通电流的电压。
- 杂散电感：因为实际过电压的切换很快，包装的电感是反应速度的限制因素之一。
- 可吸收的能量：因为暂态很短，所有的能量都变成TVS二极管本身的热，散热片只会影响之后散热需要的时间，无法提升TVS二极管可吸收的能量。因此高能量的TVS二极管也会有较大的体积。若体积不够大，过电压可能会破坏TVS二极管，也就无法保护其他的电路。
参考资料
[1]
TVS二极管（ESD保护二极管） | 东芝半导体&存储产品中国官网 · 存储产品中国官网[引用日期2021-12-20]
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