【经验】TVS的工作原理及电性参数分析

时间： 2023-04-26 来源：里阳半导体公众号

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TVS的工作原理

TVS(Transient Voltage Suppressors)，即瞬态电压抑制器，又称雪崩击穿二极管，它是采用标准的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是上个世纪六十年代由美国学者Richard Von Barandy所发明，极性分单向和双向，是电路保护器件中应用最为广泛的一种元件。

如图1所示，TVS 反向并联于应用电路中，当电路正常工作时，它处于截止状态(高阻态)，不影响电路正常工作。当电路出现异常过电压并达到其(雪崩)击穿电压时, TVS 以pS级的速度由高阻态突变为低阻态，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一个安全水平之内，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。

如上，其中图2为单向TVS的伏安特性曲线，图3为双向TVS的伏安特性曲线。当TVS反向偏置电压小于VR时，其处于高阻态，漏电流IR非常小;当反向偏置电压达到VB，TVS进入雪崩击穿状态，快速地由高阻向低阻转变，泄放脉冲过电流并箝位脉冲过电压。TVS的PN结掺杂浓度越低，其耐压就越高，能通过的峰值脉冲电流IPP就小.因此同等耐压条件下，需要通过增大PN面积来提高TVS的浪涌电流承受能力。

TVS的电性参数

V_R 反向截止电压：可连续施加而不引起 TVS 劣化或损坏的最高工作峰值电压或直流峰值电压，在此电压范围内TVS不导通，应用电路的工作电压必须小于此电压;

I_R 反向截止电压：在规定温度下施加V_R时，流过 TVS 的最大电流。同等条件下漏电流越小越好;

V_B 击穿电压：在规定的脉冲直流电流 I_T 或接近发生雪崩的电流条件下测得 TVS 两端的电压，是TVS导通的标志;

I_PP 峰值脉冲电流：反向工作时，在规定的脉冲波形(如：10/1000μs双指数波形)条件下，器件允许通过的最大浪涌电流。

V_C 最大箝位电压：施加规定波形的峰值脉冲电流 I_PP 时，TVS 两端测得的峰值电压;同等测试条件下，箝位电压越小，说明TVS的箝位保护效果越好。

P_PPM 峰值脉冲功率：指TVS在规定脉冲波形下能承受的最大脉冲功率，通常是VC和IPP的乘积.脉冲带宽越长，能承受的脉冲峰值功率越小。

C_J 结电容：TVS在高阻状态时的电容值，通常在1MHz频率下测得;TVS的击穿电压越高，结电容越小。

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