定義

TVS二極管，又稱瞬態(tài)抑制二極管，是普遍使用的一種新型電路保護(hù)器件，它具有極快的響應(yīng)時(shí)間和相當(dāng)高的浪涌吸收能力。當(dāng)它的兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，TVS能以的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩梗晕找粋€(gè)瞬間大電流，把它的兩端電壓箝制在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而保護(hù)后面的電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。

便攜式設(shè)備的ESD保護(hù)十分重要，而TVS二極管是一種十分有效的保護(hù)器件，與其它器件相比有其特的優(yōu)勢，但在應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)針對不同的保護(hù)對象來選用器件，因?yàn)椴煌亩丝诳赡苁艿降撵o電沖擊有所不同，不同器件要求的保護(hù)程度也有不同。要注意相應(yīng)的參數(shù)鑒別以及各個(gè)生產(chǎn)商的不同設(shè)計(jì)，同時(shí)還要進(jìn)行合理的PCB布局。

TVS二極管的特點(diǎn)?

可用于便攜式設(shè)備的ESD保護(hù)器件有很多，例如設(shè)計(jì)人員可用分立器件搭建保護(hù)回路，但由于便攜設(shè)備對于空間的限定以及避免回路自感，這種方法已逐漸被更加集成化的器件所替代。多層金屬氧化物器件、陶瓷電容還有二極管都可以有效地進(jìn)行防護(hù)，它們的特性及表現(xiàn)各有不同，TVS二極管在此類應(yīng)用中的特表現(xiàn)為其贏得了越來越大的市場。

TVS二極管顯著的特點(diǎn)一是反應(yīng)迅速，使瞬時(shí)脈沖在沒有對線路或器件造成損傷之前就被有效地遏制，二是截止電壓比較低，更適用于電池供電的低電壓回路環(huán)境。另外對TVS二極管設(shè)計(jì)的改進(jìn)使其具有更低的漏電流和結(jié)電容，因而在處理高速率傳導(dǎo)回路的靜電沖擊時(shí)有更理想的性能表現(xiàn)。

優(yōu)勢

TVS與齊納二極管：與傳統(tǒng)的齊納二極管相比，TVS二極管P/N結(jié)面積更大，這一結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)使TVS具有更強(qiáng)的高壓承受能力，同時(shí)也降低了電壓截止率，因而對于保護(hù)手持設(shè)備低工作電壓回路的安全具有更好效果。

TVS與陶瓷電容：很多設(shè)計(jì)人員愿意采用表面貼裝的陶瓷電容作ESD保護(hù)，不但便宜而且設(shè)計(jì)簡便，但這類器件對高壓的承受力卻比較弱。5kV的沖擊會造成約10%陶瓷電容失效，到10kV時(shí)，損壞率達(dá)到60%，而TVS可以承受15kV電壓。在手持設(shè)備的使用過程中，由于與人體頻繁接觸，各個(gè)端口至少能夠承受8kV接觸沖擊(IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn))，可見使用TVS可以有效終產(chǎn)品的合格率。

TVS與MLV：多層金屬氧化物結(jié)構(gòu)器件(MLV)也可以進(jìn)行有效的瞬時(shí)高壓沖擊抑制，此類器件具有非線性電壓-電流(阻抗表現(xiàn))關(guān)系，截止電壓可達(dá)初中止電壓的2～3倍，這種特性適合用于對電壓不太敏感的線路和器件的保護(hù)，如電源回路。而TVS二極管具有更好的電壓截止因子，同時(shí)還具有較低的電容，這一點(diǎn)對于手持設(shè)備的高頻端口非常重要，因?yàn)檫^高的電容會影響數(shù)據(jù)傳輸，造成失真或是降級。TVS二極管的各種表面封裝均適合流水線裝配的要求，而且芯片結(jié)構(gòu)便于集成其它的功能，如EMI和RFI過濾保護(hù)等，可有效降低器件成本，優(yōu)化整體設(shè)計(jì)。

另一個(gè)不能忽略的特點(diǎn)是二極管可以很方便地與其它器件集成在一個(gè)芯片上，現(xiàn)有很多將EMI過濾和RFI防護(hù)等功能與TVS集成在一起的器件，不但減少設(shè)計(jì)所采用的器件數(shù)目降低成本，而且也避免PCB板上布線時(shí)易誘發(fā)的伴生自感。

單雙向

區(qū)分TVS二極管的單雙向

直流保護(hù)一般選用單向TVS管，交流保護(hù)一般選用雙向TVS管，多路保護(hù)選用TVS陣列器件，大功率保護(hù)選用TVS保護(hù)模塊。但是相比其他的電路保護(hù)器件直接的選型應(yīng)用，TVS二極管在測試前還是先區(qū)分其單雙向。雖然終的作用是一樣的，但是單雙向TVS二極管的適用范圍還是有差別的，雙向TVS管適用于交流電路，單向TVS管一般用于直流電路。

可以直接用萬用表測

<1>測量二極管的檔位，單向一邊通，雙向兩邊都有電壓;

<2>測直流，雙向?qū)ΨQ，單向只有反向是雪崩擊穿特性，一般1mA下測。

所有TVS管放大后會有根陰極線，它是用來區(qū)分二極管的正負(fù)極的，與單雙向無關(guān)。

單/雙向使用上的不同點(diǎn)

1.單向用在直流。雙向用在交流;單向tvs管保護(hù)器件僅能對正脈沖或者負(fù)脈沖進(jìn)行防護(hù)，而雙向tvs管保護(hù)器件一端接要保護(hù)的線路，一端接地，無論來自反向還是來自正向的ESD脈沖均被釋放，更有效地保護(hù)了IC。

2.單向TVS管的正向特性與普通穩(wěn)壓二極管相同，反向擊穿拐點(diǎn)處近似“直角”的硬擊穿為典型的PN結(jié)雪崩。當(dāng)有瞬時(shí)過壓脈沖時(shí)，器件的電流急驟增加而反向電壓則上升到箝位電壓值，并保持在這一水平上;雙向TVS管的V-I特性曲線如同兩只單向TVS“背靠背”組合，其正反兩個(gè)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(guān)系為0.9≤VBR(正)/VBR (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。

3.極間電容Cj

單向的比雙向的大，以LRC的為例，單向的電容C有65PF，雙向的只有15PF;

4.USB數(shù)據(jù)線上全部用的雙向;

5.電流曲線不同。單方向的TVS管的電路符號與普通的穩(wěn)壓管相同，其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。雙向二極管正反向都是典型的PN結(jié)雪崩器件。

雙向TVS管可以當(dāng)成單向來用么?

從市場上看TVS管雙向的應(yīng)用范圍更廣，從產(chǎn)品單價(jià)上看基本沒有差別，關(guān)鍵參數(shù)電容C越低越好，這就導(dǎo)致電子市場和小型工廠普遍采用雙向的TVS管。但通過以上的分析比對，單向和雙向有諸多的不同，很多地方可以用雙向替雙向，但具體用哪種主要的還是看工程的電路設(shè)計(jì)，有些只能用單向的TVS。

TVS(Transient Voltage Suppresser瞬態(tài)電壓抑制器)是普遍使用的一種新型電路保護(hù)器件，它具有極快的響應(yīng)時(shí)間(亞納秒級)和相當(dāng)高的浪涌吸收能力。當(dāng)它的兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，TVS能以的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩梗晕找粋€(gè)瞬間大電流，從而把它的兩端電壓鉗制在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而保護(hù)后面的電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。正因?yàn)槿绱耍琓VS可用于保護(hù)設(shè)備或電路免受靜電、電感性負(fù)載切換時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓，以及感應(yīng)雷所產(chǎn)生的過電壓。TVS管和穩(wěn)壓管一樣，也是反向應(yīng)用的。其中VR稱為大轉(zhuǎn)折電壓，是反向擊穿之前的臨界電壓。VB是擊穿電壓，其對應(yīng)的反向電流IT一般取值為1 mA。VC是大箝位電壓，當(dāng)TVS管中流過的峰值電流為IPP的大電流時(shí)，管子兩端電壓就不再上升了。因此TVS管能夠始終把被保護(hù)的器件或設(shè)備的端口電壓限制在VB～VC的有效區(qū)內(nèi)。與穩(wěn)壓管不同的是，IPP的數(shù)值可達(dá)數(shù)百安培，而箝位響應(yīng)時(shí)間僅為1×10-12s。TVS的大允許脈沖功率為PM=VCIPP，且在給定大鉗位電壓下，功耗PM越大，其浪涌電流的承受能力越大。穩(wěn)壓管和TVS管的異同