两项常见电应力测试中TVS二极管静电和浪涌作用

两项常见的电应力测试，静电和浪涌，本节开始介绍应对这两项测试的无源保护器件TVS，有源器件保护器件请跳转查看防护器件系列。

1.什么是TVS

TVS(Transient Voltage Suppressor)，即瞬态电压抑制器，TVS采用先进的半导体制程工艺制作，通过调节半导体PN结两端电压来启动保护，具有导通电压精准、启动速度快、一致性好无老化的优点，是专门设计用来抑制电路中的过压保护器件，它可以将几KV的静电电压和浪涌电压限制在一个非常安全的电压范围之内，从而保护电路中的敏感组件免受高压静电和浪涌的损坏。所以TVS管既可以用来防护ESD，也可以用来防护Surge，但是还有一个细分品类叫ESD防护二极管，它专业用来防护ESD，但不足以应对Surge，在选型TVS管时，要充分考虑其防护两种电应力的能力。

2.Zener(齐纳)二极管

显示了典型的齐纳二极管I-V曲线，曲线左侧显示反向偏压区域的Zener，只要测试或工作电压保持在VRWM以下(0V~|VRWM|)，电流会非常小。VRWM是指关闭状态工作电压，低于该电压时，反向泄漏电流小于指定的IRM。当电压升高时，电流会突然增加，此时出现雪崩区，即达到击穿电压VBR。也就是说保护动作工作在雪崩区，瞬间的脉冲出现时，Zener快速反应进入雪崩区，吸收一部分能量，并将剩余能量导入GND。

采用电流驱动型测试设置，对Zener施加反向电压直到二极管流过1mA电流，此时的电压定义为可击穿电压VBR。曲线右侧显示正向偏压区域的Zener，如果电压超过VF，电流开始快速回升，可将负浪涌脉冲电压钳制到较低值(VF−0.7V)，Zener作为保护器件时是单向保护。

TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管，即瞬态电压抑制器，又称雪崩击穿二极管，是采用半导体工艺制成的单个PN结或多个PN结集成的器件。TVS二极管有单向与双向之分，单向TVS二极管一般应用于直流供电电路，双向TVS二极管应用于电压交变的电路。当应用于直流电路时，单向TVS二极管反向并联于电路中，当电路正常工作时，TVS二极管处于截止状态(高阻态)，不影响电路正常工作。当电路出现异常过电压并达到TVS二极管击穿电压时，TVS二极管迅速由高电阻状态突变为低电阻状态，泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地，同时把异常过电压钳制在较低的水平，从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。当异常过电压消失后，TVS二极管阻值又恢复为高阻态。

品牌东沃电子(DOWOSEMI)供应的TVS二极管产品从封装形式可分为10类：1)DO-218AB：SM5S系列、SM6S系列、SM8S系列、SM8SxxCA系列、SM8T系列;2)SMA/DO-214AC：SMAJ系列、P4SMA系列、TPSMAJ系列、SMA6J系列、TPSMA系列、SACA系列;3)SMB/DO-214AA：SMBJ系列、P6SMB系列、TPSMBJ系列、SMB10J系列、SACB系列、1.0SMB系列、TPSMB系列;4)SMC/DO-214AB：1.5SMC系列、SMCJ系列、TPSMCJ系列、SMDJ系列、TPSMDJ系列、5.0SMDJ系列、TP5.0SMDJ系列、TPSMC系列;5)SOD-123：SMF系列、TPSMF系列、SMF4L系列、SMF3.3A系列、SMF3V3A;6)DO-41：P4KE系列;7)DO-15：SA系列、P6KE系列、SAC系列;8)DO-201：1.5KE系列、LCE系列;9)R-6/P600：3KP系列、5KP系列、LDP系列、15KP系列、30KP系列;10)NA：KA系列;

TVS二极管特性特点

• 采用半导体工艺制成，具有很高的可靠性，无损坏极限;• 玻璃钝化工艺，精准的导通电压;• 瞬态功率大，低电容、低漏电流，箝位电压易控制;• 快速响应时间：通常小于1.0PS;• 优良的钳位能力，击穿电压偏差小;• 电压精度高，在特殊应用场合，通过工艺或参数筛选可达到更高的精度;• 体积小，易安装;• 单向和双向单元;• 在 10/1000μs波形下瞬态功率可达200W-30000W，甚至更高;• 工作电压范围3.3V~600V，甚至更高;• 封装形式多样化，贴片封装：SOD-123、SMA(DO-214AC)、SMB(DO-214AA)、SMC(DO-214AB)、DO-218AB等，直插封装：DO-41、DO-15、DO-201、R-6/P-600等;• 无卤化，符合RoHS;

TVS二极管选型指南

1)要确定被保护电路中的最大直流或连续工作电压，电路的额定标准电压和“高端”容限;2)TVS管的额定瞬态功率要大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率;3)TVS管的截止电压要大于被保护电路的最高工作电压;4)TVS管的最大钳位电压要小于后级被保护电路中的损坏电压;5)确定好TVS管最大箝位电压后，其峰值脉冲电流要大于瞬态浪涌电流;6)对于数据接口的电路保护，还需注意选取具有合适电容的TVS二极管。比如：当信号频率或传输速率较高时,应选用低电容系列的TVS管;

TVS二极管参数详解

TVS二极管选型注意事项1)规格书手册给的只是特定脉宽下的吸收功率峰值，而实际电路中的脉冲宽度是变化不定，心里要有个数，对宽脉冲要降额应用;2)对于小电流负载电路的保护，要有意识地增加限流电阻;3)要注意TVS二极管的稳态平均功率是否在安全范围之中;4)要考虑温度变化，正常而言，瞬态抑制二极管在-55°C到150°C之间工作，电路中温度比较高的情况下要降额应用;5)TVS瞬态抑制二极管的引线长短，要与被保护线路相对。6)针对数据接口或通信线路中的防护，要尽可能选取电容值比较小的TVS二极管。7)直流保护电路大多选单向TVS管，交流保护电路大多选双向TVS管、多路保护电路选TVS阵列器件，大功率保护电路选专用保护模块。8)在使用TVS管过程中，考虑到TVS的离散性，尽量减少串/并数量。TVS二极管典型应用

TVS二极管由于具有极快的响应速度，低钳位电压，精准电压等优点，因而应用于对保护器件要求比较高的场合领域，汽车电子、家电、工业控制、照明，通信、医疗等行业，如DC电源线，RS485接口，通信电源，I/O口等。