知识扩展——瞬态电压抑制二极管
一、二极管的特性
1、二极管具有单向导电性的特性
反向电流（二极管的P-type接到负电源，二极管截止，没有电流。）
顺向电流（二极管的P-type接到正电源，二极管导通，有电流。）
二极管在顺向电流上，需要（硅二极管）0.7v以上的电压才能导通。
二极管在反向电流上，P/N结面没有办法截止所有电流，有10-100µA的漏电电流。如有足够的反向电压加在P/N结面上，则产生崩溃，电流导通。
二、雪崩崩溃二极管
传统的二极管在反向电流上，电流没办法导通。如有足够的反向电压（超出崩溃电压后），二极管会被击穿而损坏。
雪崩崩溃二极管和传统的二极管有同样的性质。只是雪崩崩溃二极管的崩溃电压巳被大大的降低。雪崩崩溃二极管在反向电流上，到达了崩溃电压后，能让电流导通而不被击穿并且能把过电压抑制下来。
图：抑制瞬态电压
雪崩崩溃二极管是以反向电流的方式，连接在线路上。 雪崩崩溃二极管平时是不工作的。只有在瞬态电压进入时，雪崩崩溃二极管产生崩溃才开始工作，把电压抑制在某个水平。
三、什么是瞬态电压
瞬态电压是交流电路上电流与电压的一种瞬时态的畸变。浪涌、谐波为主要的表现形式。瞬态电压最主要的特点有三个: 超高压，瞬时态，高频次。超高压是指通常的瞬态电压尖峰，高出正常电路电压幅值的好几倍。瞬时态是指瞬态电压持续的时间非常之短，它可以在数亿分之一秒内完成迸发到消失的过程。高频次是指瞬态电压的活动十分频繁，可以说无时不有、无处不在。瞬态电压是会对微电子半导体芯片造成损坏的。虽然有些微电子半导体芯片受到瞬态电压侵袭后，它的性能没有明显的下降，但是多次累积的侵袭会给芯片器件造成内伤而形成隐患。瞬态电压对芯片器件造成的损伤难以与其它原因造成的损伤加以区别，从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。由于微电子半导体芯片的精、细、结构， 如要替换或修理需要使用高度精密仪器，是非常费钱的。唯一的有效方法就是把瞬态电压抑制在被保护元件能承受的安全水平。
四、瞬态电压抑制二极管相关参数
在此阶段瞬态电压抑制二极管为不导通之状态。Vrwm（可承受的反向电压）必需大于电路的正常工作电压，否则瞬态电压抑制二极管会不断截止迥路电压。但Vrwm需要尽量与被保护迥路的正常工作电压接近，这样才不会在瞬态电压抑制二极管工作以前使整个迥路面对过压威胁。
当瞬态电压超过Vbr（反向崩溃电压），瞬态电压抑制二极管便产生崩溃把瞬态电压抑制在某个水平，提供瞬态电流一个超低电阻通路，让瞬态电流透过瞬态电压抑制二极管被引开，避开被保护元件。
Ir（反向漏电电流），瞬态电压抑制二极管是以反向电流的方式连接在线路上，一般都会有10-100µA的反向漏电电流。
Vc（瞬态电压抑制二极管的抑制电压）是在瞬态电压冲击时，例如静电，在截止状态所提供的电压。Vc也是用来测定瞬态电压抑制二极管在抑制瞬态电压时的性能。Vc不能大于被保护迥路的可承受极限电压，否则元件面临被损坏。Vc通常都是越小越好。
Cj（瞬态电压抑制二极管的电容值）对于数据/讯号频率越高的迥路，瞬态电压抑制二极管的电容值对电路的干扰越大。这会形成噪音或衰减讯号强度。高频迥路或高传输如USB2.0，1394，需要选择低电容值瞬态电压抑制二极管，电容值不大于10pF。而对电容值要求不高的迥路，电容值可高于100pF。
五、瞬态电压抑制二极管的优势
1、瞬态电压抑制二极管与齐纳二极管
与传统的齐纳二极管相较，瞬态电压抑制二极管的P/N结面积更大。这一结构上的改进使瞬态电压抑制二极管具更强的高压承受力和更快的效率。相较之下齐纳二极管也有较高的抑制电压和较慢的散热速度。
2、瞬态电压抑制二极管与多层金属氧化物突波吸收器
瞬态电压抑制二极管与多层金属氧化物突波吸收器最大的不同是多层金属氧化物突波吸收器的功能会在瞬态电压的冲击下衰退。
当瞬态电压侵袭时，多层金属氧化物突波吸收器的相关参数如漏电电流值和中止电压值都会偏离原来的参数而变得不准确。还有多层金属氧化物突波吸收器有较高的阻抗，所以它的抑制电压可达最初中止电压的3倍，这种特性只适合用于对电压不太感应的线路和元件的保护。
图：瞬态电压抑制二极管与多层金属氧化物突波吸收器抑制电压比照
在一样6v的崩溃电压，UMD TVS， U/B02CSP05B能把瞬态电压抑制在9.8v而MLV只能把瞬态抑制在18v。这解释了为什么MLV没办法通过一些ESD测试。
3、瞬态电压抑制二极管与陶瓷电容器
陶瓷电容器这类元件对高压的承受力比较弱。如有10kV的瞬态电压冲击时，会对陶瓷电容器造成约60%的损坏，而瞬态电压抑制二极管能承受到15kV的瞬态电压。在瞬态电压侵袭时所产生的热量，陶瓷电容器也没有办法像瞬态电压抑制二极管那样很有效的把它散去。
4、瞬态电压抑制二极管与离子气体放电管
瞬态电压抑制二极管是以抑制电压的方式来达到瞬态电压保护，而离子气体放电管是以铁橇动作的方式来达到瞬态电压保护。离子气体放电管的缺点是在启动后保持在非常低的电压壮态，电压低于负载的正常工作电压。在这种情形下，负载没有办法绩续工作，会暂时的关闭。
5、瞬态电压抑制二极管与半导体闸流管
半导体闸流管也是以铁橇动作的方式来达到瞬态电压保护。半导体闸流管的工作电压是从20v到250v，所以它不适合用于低电源感应设备装置如手机和掌上型电脑。
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