TVS的特性及應(yīng)用

1、TVS的特性及應(yīng)用瞬態(tài)電壓抑制器（Transient Voltage Suppressor）簡稱 TVS ，是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)TVS 二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以10-12秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。由于它具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)。目前已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備、交/ 直流電源、汽車、電子鎮(zhèn)流器、家用電器、儀器儀表（電度表）、 RS232/422/423

2、/485 、I/O 、 LAN 、ISDN 、ADSL 、USB 、MP3 、PDAS 、GPS 、 CDMA 、GSM 、數(shù)字照相機(jī)的保護(hù)、共模 / 差模保護(hù)、 RF 耦合 /IC 驅(qū)動接收保護(hù)、電機(jī)電磁波干擾抑制、聲頻 / 視頻輸入、傳感器/ 變速器、工控回路、繼電器、接觸器噪音的抑制等各個(gè)領(lǐng)域。具體有以下三大特點(diǎn)：1 、 將 TVS 二極管加在信號及電源線上，能防止微處理器或單片機(jī)因瞬間的肪沖，如靜電放電效應(yīng)、交流電源之浪涌及開關(guān)電源的噪音所導(dǎo)致的失靈。2 、靜電放電效應(yīng)能釋放超過 10000V 、60A 以上的脈沖， 并能持續(xù) 10ms ；而一般的 TTL 器件，遇到超過 30ms 的

3、 10V 脈沖時(shí)， 便會導(dǎo)至損壞。利用 TVS 二極管， 可有效吸收會造成器件損壞的脈沖，并能消除由總線之間開關(guān)所引起的干擾（Crosstalk）。3 、將 TVS 二極管放置在信號線及接地間，能避免數(shù)據(jù)及控制總線受到不必要的噪音影響。一、 TVS的特性及主要參數(shù)1 、TVS的特性曲線TVS的電路符號與普通穩(wěn)壓二極管相同。它的正向特性與普通二極管相同；反向特性為典型的PN結(jié)雪崩器件。在瞬態(tài)峰值脈沖電流作用下，流過TVS 的電流，由原來的反向漏電流ID 上升到 IR 時(shí)，其兩極呈現(xiàn)的電壓由額定反向關(guān)斷電壓VWM 上升到擊穿電壓VBR ， TVS 被擊穿。隨著峰值脈沖電流的出現(xiàn)，流過TVS 的電流

4、達(dá)到峰值脈沖電流IPP 。在其兩極的電壓被箝位到預(yù)定的最大箝位電壓以下。爾后，隨著脈沖電流按指數(shù)衰減，TVS 兩極的電壓也不斷下降，最后恢復(fù)到起始狀態(tài)。這就是TVS抑制可能出現(xiàn)的浪涌脈沖功率，保護(hù)電子元器件的整個(gè)過程。2 、TVS 的特性參數(shù)最大反向漏電流ID和額定反向關(guān)斷電壓VWM 。VWM是 TVS最大連續(xù)工作的直流或脈沖電壓，當(dāng)這個(gè)反向電壓加入TVS的兩極間時(shí)， 它處于反向關(guān)斷狀態(tài)，流過它的電流應(yīng)小于或等于其最大反向漏電流ID 。的最小擊穿電壓VBR 和擊穿電流IRVBR 是 TVS 最小的雪崩電壓。25 時(shí)，在這個(gè)電壓之前，TVS1mA 電流（ IR ）時(shí)，加入TVS 兩極間的電壓為其

5、最小擊穿電壓是不導(dǎo)通的。當(dāng)VBR 。按 TVSTVS的 VBR流過規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)值的離散程度，可把TVS分為 5%VBR和平共處 10% VBR兩種。對于 5%VBR來說，VWM=0.85VBR；對于 10% VBR來說，VWM=0.81 VBR。最大箝拉電壓VC 和最大峰值脈沖電流IPP當(dāng)持續(xù)時(shí)間為20 微秒的脈沖峰值電流IPP 流過 TVS它是串聯(lián)電阻上和因溫度系數(shù)兩者電壓上升的組合。VCVC 與 VBR 之比稱為箝位因子，一般在1.21.4之間。時(shí)，在其兩極間出現(xiàn)的最大峰值電壓為VC。、IPP 反映了 TVS 器件的浪涌抑制能力。電容量 C電容量 C 是 TVS 雪崩結(jié)截面決定的、 在特定的

6、 1MHZ 頻率下測得的。 C 的大小與 TVS 的電流承受能力成正比， C 過大將使信號衰減。因此， C 是數(shù)據(jù)接口電路選用 TVS 的重要參數(shù)。最大峰值脈沖功耗PMPM 是 TVS 能承受的最大峰值脈沖耗散功率。其規(guī)定的試驗(yàn)脈沖波形和各種TVS 的 PM 值，請查閱有關(guān)產(chǎn)品手冊。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，峰值脈沖功耗還與脈沖波形、持續(xù)時(shí)間和環(huán)境溫度有關(guān)。而且 TVS 所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復(fù)的，器件規(guī)定的脈沖重復(fù)頻率（持續(xù)時(shí)間與間歇時(shí)間之比）為0.01%，如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)

7、性脈沖，應(yīng)考慮脈沖功率的“累積 ”，有可能使 TVS 損壞。箝位時(shí)間TCTC 是從零到最小擊穿電壓VBR的時(shí)間。對單極性TVS小于110-12秒；對雙極性TVS小于是 1 10-11秒。二、TVS 二極管的分類TVS 器件可以按極性分為單極性和雙極性兩種，按用途可分為各種電路都適用的通用型器件和特殊電路適用的專用型器件。如：各種交流電壓保護(hù)器、4200mA電流環(huán)保器、數(shù)據(jù)線保護(hù)器、同軸電纜保護(hù)器、電話機(jī)保護(hù)器等。若按封裝及內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為：軸向引線二極管、雙列直插TVS列（適用多線保護(hù)）、貼片式、組件式和大功率模塊式等。陣三、TVS 的選用技巧1 、確定被保護(hù)電路的最大直流或連續(xù)工作電壓、電路的

8、額定標(biāo)準(zhǔn)電壓和“高端 ”容限。2 、TVS 額定反向關(guān)斷VWM 應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓。若選用的VWM 太低，器件可能進(jìn)入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作。串行連接分電壓，并行連接分電流。3 、 TVS 的最大箝位電壓VC 應(yīng)小于被保護(hù)電路的損壞電壓。4 、在規(guī)定的脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)， TVS 的最大峰值脈沖功耗 PM 必須大于被保護(hù)電路內(nèi)可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。在確定了最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流應(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流。5 、對于數(shù)據(jù)接口電路的保護(hù)，還必須注意選取具有合適電容C 的TVS器件。6 、根據(jù)用途選用TVS的極性及封裝結(jié)構(gòu)。交流電路選用雙極性TVS較為合理；多線保護(hù)選用TVS陣列更為有利。7 、溫度考慮。瞬態(tài)電壓抑制器可以在55+150之間工作。 如果需要TVS在一個(gè)變化的溫度工作，由于其反向漏電流 ID 是隨增加而增大；功耗隨 TVS 結(jié)溫增加而下降，從 +25 到 +175 ，大約線性下降 50 雨擊穿電壓 VBR 隨溫度的增加按一定的系數(shù)增加。因此，必須查閱有關(guān)產(chǎn)品資料，考慮溫度變化對其特性的影響。四、 TVS與壓敏電阻的比較目前，國內(nèi)不少需進(jìn)行浪涌保護(hù)的設(shè)備上使用的是壓敏電阻。壓敏電阻是一種金屬化物變阻器。比壓敏電阻的特