【技术】浅析TVS瞬态抑制二极管的特性及主要参数

时间： 2022-11-03 来源：里阳半导体官网

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瞬态抑制器二极管（Transient Voltage Suppressor）也就是TVS瞬态抑制器二极管，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的负12次方秒量级的速度，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。今天里阳半导体和大家聊一聊瞬态抑制二极管的特点及TVS的特性及主要参数。

一、瞬态抑制二极管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。

二、TVS瞬态抑制二极管的特性及主要参数

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，流过它的电流应于或等于其最大反向漏电流ID。

2)、最击穿电压VBR和击穿电流IR

VBR是TVS最的雪崩电压。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±10%VBR两种。对于±5%VBR来说，VWM=0.85VBR；对于±10%VBR来说，VWM=0.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是从零到最击穿电压VBR的时间。对单极性TVS于1×10-12秒;对双极性TVS，于1×10-11秒。

由于瞬态抑制二极管具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差、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、交流电源、直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、抑制接触器噪音等各个领域中。

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