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- TVS二極體用來保護後段的IC免受由靜電和電源波動引起的意外過電壓和突波的影響。 整流二極體和蕭特基二極體利用的是二極體的正向特性，而TVS二極體與齊納二極體（ZD）一樣，利用的是二極體的反向特性。 如下圖所示將TVS二極體與IC並聯，當電路正常工作時，TVS二極體處於OFF狀態，只消耗一定的漏電流。 當被施加了突波等過電壓時，TVS二極體會變為ON狀態，並且TVS側會消耗脈衝電流，從而鉗制過電壓並保護後段的IC。 TVS二極體的極性（單向和雙向） TVS二極體的極性是與電路品質相關的專案。 單向TVS可用作LH等單極電路的保護元件，不 ...
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2021年11月2日 · TVS（Transient Voltage Suppression）即瞬態電壓抑制二極體， 又稱雪崩擊穿二極體。. 採用半導體工藝製成的具有單個PN結或多個PN結集成的器件。. TVS 反向並聯在電路中，當電路正常工作時，處於高阻狀態截止可以理解為開路。. 當電路異常超過擊穿電壓時，TVS ...
單向TVS可用作LH等單極電路的保護元件，不適用於保護雙極電路。 雙向TVS可以用於正負兩極的保護，因此適用於保護雙極電路和CAN等資料線路。 此外，雙向TVS也可用於保護單極電路。
您將學習到TVS二極體（ESD保護二極體）的基本操作、原理和基本電路等基礎知識。 You will learn basic knowledge such as basic operation, principle, and basic circuit of TVS diode(ESD protection diodes).
- 概觀
- 基本介紹
- 定義
- 特點
TVS(Transient Voltage Suppressor)二極體，又稱為瞬態抑制二極體，是普遍使用的一種新型高效電路保護器件，它具有極快的回響時間（亞納秒級）和相當高的浪涌吸收能力。當它的兩端經受瞬間的高能量衝擊時，TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變為低阻抗，以吸收一個瞬間大電流，把它的兩端電壓箝制在一個預定的數值上，從而保護後面的電路元件不受瞬態高壓尖峰脈衝的衝擊。
•中文名：瞬態抑制二極體
•外文名：Transient Voltage Suppressor
•箝位回響時間：1ps（10^-12S）
•正向浪涌電流：50～200A
TVS二極體與常見的穩壓二極體的工作原理相似，如果高於標誌上的擊穿電壓，TVS二極體就會導通，與穩壓二極體相比，TVS二極體有更高的電流導通能力。TVS二極體的兩極受到反向瞬態高能量衝擊時，以10^-12S 量級速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，同時吸收高達數千瓦的浪涌功率。使兩極間的電壓箝位於一個安全值，有效地保護電子線路中的精密元器件免受浪涌脈衝的破壞。
電特性
1、單向TVS的V-I特性，單向TVS的正向特性與普通穩壓二極體相同，反向擊穿拐點近似“直角”為硬擊穿，為典型的PN結雪崩器件。從擊穿點到Vc值所對應的曲線段表明，當有瞬時過壓脈衝時，器件的電流急驟增加而反向電壓則上升到箝位電壓值，並保持在這一水平上。 2.雙向TVS的V-I特性，雙向TVS的V-I特性曲線如同兩隻單向TVS“背靠背”組合，其正反兩個方向都具有相同的雪崩擊穿特性和箝位特性，正反兩面擊穿電壓的對稱關係為：0.9≤V(BR)(正) /V（BR）(反) ≤1.1，一旦加在它兩端的干擾電壓超過箝位電壓Vc就會立刻被抑制掉，雙向TVS在交流迴路套用十分方便。
主要電參數
1. 擊穿電壓V(BR) 器件在發生擊穿的區域內，在規定的試驗電流I(BR) 下，測得器件兩端的電壓稱為擊穿電壓，在此區域內，二極體成為低阻抗的通路。 2. 最大反向脈衝峰值電流IPP 在反向工作時，在規定的脈衝條件下，器件允許通過的最大脈衝峰值電流。IPP與最大箝位電壓Vc(MAX) 的乘積，就是瞬態脈衝功率的最大值。 使用時應正確選取TVS，使額定瞬態脈衝功率PPR大於被保護器件或線路可能出現的最大瞬態浪涌功率。 當瞬時脈衝峰值電流出現時，TVS被擊穿，並由擊穿電壓值上升至最大箝位電壓值，隨著脈衝電流呈指數下降，箝位電壓亦下降，恢復到原來狀態。因此，TVS能抑制可能出現的脈衝功率的衝擊，從而有效地保護電子線路。 峰值電流波形 A.正弦半波 B.矩形波 C.標準波（指數波形） D.三角波 TVS峰值電流的試驗波形採用標準波（指數波形），由TR/TP決定。 峰值電流上升時間TR：電流從10%IPP開始達到90%IPP的時間。 半峰值電流時間TP：電流從零開始通過最大峰值後，下降到0.5IPP值的時間。 下面列出典型試驗波形的TR/TP值： A.EMP波：10ns /1000ns B.閃電波：8μs /20μs C.標準波：10μs /1000μs 3. 最大反向工作電壓VRWM（或變位電壓）器件反向工作時，在規定的IR下，器件兩端的電壓值稱為最大反向工作電壓VRWM。通常VRWM =（0.8~0.9）V (BR) 。 在這個電壓下，器件的功率消耗很小。使用時，應使VRWM 不低於被保護器件或線路的正常工作電壓。 4.最大箝位電壓Vc(max ) 在脈衝峰值電流Ipp 作用下器件兩端的最大電壓值稱為最大箝位電壓。 使用時，應使Vc(max )不高於被保護器件的最大允許安全電壓。 最大箝位電壓與擊穿電壓之比稱為箝位係數。 即：箝位係數=Vc(max )/V(BR) 一般箝位係數為1.3左右。 最大箝位電壓VC(max )的測試方法見4.4。 5.反向脈衝峰值功率PPR TVS的PPR取決於脈衝峰值電流IPP和最大箝位電壓Vc(max )，除此以外，還和脈衝波形、脈衝時間及環境溫度有關。 當脈衝時間Tp一定時，PPR =K1...·K2 ·Vc(max ) ·Ipp 式中K1為功率係數，K2為功率的溫度係數。 典型的脈衝持續時間tp為1MS，當施加到瞬態電壓抑制二極體上的脈衝時間tp 比標準脈衝時間短時，其脈衝峰值功率將隨tp的縮短而增加。TVS的反向脈衝峰值功率PPR與經受浪涌的脈衝波形有關，用功率係數K1表示，各種浪涌波形的K1值如表1所示。 E=∫i(t).V(t)dt 式中： i(t)為脈衝電流波形， V(t)為箝位電壓波形。 這個額定能量值在極短的時間內對TVS是不可重複施加的。但是，在實際的套用中，浪涌通常是重複地出現，在這種情況下，即使單個的脈衝能量比TVS器件可承受的脈衝能量要小得多，但若重複施加，這些單個的脈衝能量積累起來，在某些情況下，也會超過TVS器件可承受的脈衝能量。因此，電路設計必須在這點上認真考慮和選用TVS器件，使其在規定的間隔時間內，重複施加脈衝能量的累積不至超過TVS器件的脈衝能量額定值。 6.電容CPP TVS的電容由矽片的面積和偏置電壓來決定，電容在零偏情況下，隨偏置電壓的增加，該電容值呈下降趨勢。電容的大小會影響TVS器件的回響時間。 7.漏電流IR 當最大反向工作電壓施加到TVS上時，TVS管有一個漏電流IR，當TVS用於高阻抗電路時，這個漏電流是一個重要的參數。 8.TVS器件分類： 按極性可分為：單極性和雙極性兩種； 按用途可分為：通用型和專用型； 按封裝和內部結構可分為：軸向引線二極體、雙列直插TVS陣列、貼片式和大功率模組等。 軸向引線的產品峰值功率可達400W、500W、600W、1500W和5000W。 其中大功率的產品主要用在電源饋線上，低功率產品主要用在高密度安裝場合。對於高密度安裝的場合，也可以選擇雙列直插和表面貼裝等封裝形式。
選用
在選用TVS時，應考慮以下幾個主要因素： (1)若TVS有可能承受來自兩個方向的尖峰脈衝電壓(浪涌電壓)衝擊時，應當選用雙極性的，否則可選用單極性。 (2)所選用TVS的Vc值應低於被保護元件的最高電壓。Vc是二極體在截止狀態的電壓，也就是在ESD衝擊狀態時通過TVS的電壓，它不能大於被保護迴路的可承受極限電壓，否則器件面臨被損壞的危險。 (3)TVS在正常工作狀態下不要處於擊穿狀態，最好處於VR以下，應綜合考慮VR和VC兩方面的要求來選擇適當的TVS。 穩壓管 (4)如果知道比較準確的浪涌電流IPP，則可利用VCIpp來確定功率；如果無法確定IPP的大致範圍，則選用功率大些的TVS為好。PM是TVS能承受的最大峰值脈衝功率耗散值。在給定的最大箝位電壓下，功耗PM越大，其浪涌電流的承受能力越大；在給定的功耗PM下，箝位電壓VC越低，其浪涌電流的承受能力越大。另外，峰值脈衝功耗還與脈衝波形、持續時間和環境溫度有關。 (5)TVS所能承受的瞬態脈衝是不重複的，器件規定的脈衝重複頻率(持續時間與間歇時間之比)為0．01%。如果電路內出現重複性脈衝，應考慮脈衝功率的累積，不然有可能損壞TVS。 (6)對於小電流負載的保護，可有意識地線上路中增加限流電阻，只要限流電阻的阻值適當，一般不會影響線路的正常工作，但限流電阻對干擾所產生的電流卻會大大減小。但這樣可能選用峰值功率較小的TVS管來對小電流負載線路進行保護。 (7)電容量C是由TVS雪崩結截面決定的，這是在特定的1 MHz頻率下測得的。C的大小與TVS的電流承受能力成正比，C太大將使信號衰減。因此，C是數據接口電路選用TVS的重要參數。對於數據/信號頻率越高的迴路，二極體的電容對電路的干擾越大，形成噪聲或衰減信號強度也大，因此，需要根據迴路的特性來決定所選器件的電容範圍。高頻迴路一般選擇電容應儘量小(如LCTVS、低電容TVS，電容不大於3 pF)，而對電容要求不高的迴路，電容的容量選擇可高於40pF。 (8)為了滿足IEC61000-4-2國際標準，TVS二極體必須達到可以處理最小8 KV(MB，接觸)和15 kV(BM,空氣)的ESD衝擊，有的半導體生產廠商在自己的產品上使用了更高的抗衝擊標準。而對於某些有特殊要求的便攜設備套用，設計者可以按需要挑選器件。
2023年10月17日 · TVS 二極體是矽過電壓保護元件，其工作原理基於二極體突崩式崩潰。此元件需與正常電路並聯安裝，可保護內部組件免受短期 (暫態) 和中高電壓的影響 (圖 7)。 圖 7：TVS 二極體橫跨輸入端，放置於受保護線路和系統接地之間。(圖片來源：Eaton)
- Bill Schweber
TVS二極體會和要保護的電路並聯。 當其電壓超過 突崩潰 準位時，直接分流過多的電流。 TVS二極體是 箝位器 （ 英語 ： Clamp (circuit) ） ，會抑制超過其崩潰電壓的過高電壓。
2023年4月12日 · 暫態電壓抑制 (TVS) 二極體是一種經過驗證、價格低廉且堅固的電路保護裝置，可用於 GbE 等空間和成本受限的應用。 在正常操作下，裝置看起來呈現透明。
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