一种用于保护电子设备免受瞬态电压冲击的半导体器件

双向TVS(Transient Voltage Suppressor)是一种用于保护电子设备免受瞬态电压冲击的半导体器件。双向TVS管具有双向导电特性，可以同时对正向和负向的瞬态电压进行保护。本文将介绍双向TVS管的测量方法。外观检查是双向TVS管测量的第一步，主要目的是检查器件的外观是否完好，有无损坏、裂纹、变形等现象，以确保器件的可靠性。

(1)目测：用肉眼观察双向TVS管的外观，检查是否有裂纹、变形、烧毁等现象。

(2)放大镜检查：使用放大镜观察器件的细节，如引脚是否弯曲、焊接是否牢固等。

(3)X光检查：对于封装较大的双向TVS管，可以使用X光检查内部结构，以确保内部无损坏。

(1)检查时应在良好的光线下进行，以确保观察的准确性。

(2)对于表面有污渍或油污的器件，应先进行清洁处理。

(3)检查时应注意不要用手直接触摸器件，以免造成静电损伤。

电气参数测试是双向TVS管测量的重要环节，主要目的是测试器件的电气特性，如击穿电压、漏电流、电容等，以确保器件的性能符合要求。

TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管，即瞬态抑制二极管，是一种用于保护电子设备免受瞬态过电压(如雷击、静电放电等)损害的重要元件。判断TVS二极管的好坏，通常需要从外观检查、电气特性测试以及实际应用表现等多个方面进行综合评估。以下是对如何判断TVS二极管好坏的介绍：

1 过电应力

当瞬态脉冲能量超过 TVS 所能承受能量时会引起 TVS 器件过电应力损伤，特别是当瞬态脉冲能量达到 TVS 所能承受能量的数倍时会直接导致 TVS 器件过电应力烧毁，失效模式表现为短路。过电应力短路失效的 TVS 芯片在扫描电镜下观察，可发现 pn 结表面边缘的熔融区域或体内硅片的上表面和下表面的黑斑。

试验表明，发生在结表面边缘过电应力短路失效通常是由持续时间极短(ns 级)的高能量瞬态脉冲所致，例如：EMP、

产生的脉冲;体内过电应力失效通常是由持续时间稍长(μs 级以上)高能量脉冲所致，例如：电快速瞬变，雷电产生的脉冲。如果高能量瞬态脉冲持续时间介于 ns 级和 μs 级之间，则短路可能发生在结边缘表面，也可能发生在体内。这一结果可通过热传导速率、硅和电极金属的熔融温度得到解释。pn 结边缘到热沉的传热路径比体内长，传热较体内慢，因此结边缘温度比体内高。持续时间极短(ns 级)的高能量瞬态脉冲使边缘温度急剧升高，导致边缘热击穿而烧毁。而持续时间较长(μs 以上)脉冲使边缘热量有足够的时间传至芯片周围。随着芯片温度的升高，芯片中心周围产生熔融通道。当熔融从芯片的一表面延伸到另一表面时，硅片温度超过1400 ℃，处于熔融和非晶状态，成为导体，形成导电通路，使芯片短路。如果脉冲持续时间达到ms 级，例如，雷电产生的脉冲，还会使铅锡焊料达到700 ℃以上而发生熔融。

(1)击穿电压测试：使用高精度的直流电源和电压表，对双向TVS管施加逐渐增大的电压，直到器件击穿。记录击穿电压值，与器件规格书进行对比。

(2)漏电流测试：在击穿电压下，使用微安表测量双向TVS管的漏电流，与器件规格书进行对比。

(3)电容测试：使用电容表测量双向TVS管的电容值，与器件规格书进行对比。

(1)测试前应确保测试设备精度高、稳定性好。

(2)测试时应严格按照器件规格书的要求进行。

(3)测试过程中应注意安全，避免触电等危险。

耐压测试是检验双向TVS管在高电压冲击下能否正常工作的测试方法，主要目的是评估器件的耐压性能。

(1)正向耐压测试：使用直流电源对双向TVS管施加正向电压，逐渐增大电压值，直到器件击穿或达到规定的最大测试电压。

(2)反向耐压测试：使用直流电源对双向TVS管施加反向电压，逐渐增大电压值，直到器件击穿或达到规定的最大测试电压。

(1)测试前应确保测试设备精度高、稳定性好。

(2)测试时应严格按照器件规格书的要求进行。

(3)测试过程中应注意安全，避免触电等危险。

反向恢复时间测试是评估双向TVS管在经历正向导通后，恢复到截止状态所需时间的测试方法，主要目的是评估器件的响应速度。双向瞬变抑制二极管(Bidirectional Transient Voltage Suppressor，简称TVS)是一种用于保护电子设备免受电压瞬变影响的半导体器件。它具有快速响应、高可靠性和低漏电流等特点，广泛应用于电源、信号线、数据线等电路中。本文将介绍双向瞬变抑制二极管的检测方法。双向瞬变抑制二极管是一种具有双向导电特性的半导体器件。当外加电压超过其额定电压时，TVS会迅速导通，将瞬态电压限制在安全范围内，从而保护电路不受损害。当外加电压恢复正常后，TVS会迅速恢复到截止状态，不影响电路的正常工作。

在检测双向瞬变抑制二极管之前，需要了解其主要参数，包括：

(1)最大脉冲功率(Pp)：TVS能够承受的最大脉冲功率，单位为瓦特(W)。

(2)反向工作电压(Vrwm)：TVS在反向工作状态下的电压，单位为伏特(V)。

(3)击穿电压(Vbr)：TVS从截止状态到导通状态的电压，单位为伏特(V)。

(4)最大电流(Imax)：TVS能够承受的最大电流，单位为安培(A)。

(5)电容(Cj)：TVS的寄生电容，单位为皮法拉(pF)。

检测双向瞬变抑制二极管的好坏，主要有以下几种方法：(1)外观检查首先，对TVS的外观进行检查，看是否有裂纹、破损、烧毁等异常现象。如果外观存在明显缺陷，说明TVS可能已经损坏。(2)万用表检测使用万用表检测TVS的正反向电阻。将万用表调至二极管测量档，分别测量TVS的正向和反向电阻。正常情况下，TVS的正向电阻较小，反向电阻较大。如果正反向电阻都很大或很小，说明TVS可能已经损坏。(3)电容表检测使用电容表检测TVS的寄生电容。将电容表调至适当的量程，测量TVS的两端。正常情况下，TVS的寄生电容应与规格书中的值相近。如果寄生电容值与规格书相差较大，说明TVS可能存在问题。

(4)示波器检测使用示波器检测TVS的响应时间。将示波器的探头连接到TVS的两端，触发源选择外部触发，触发电平设置为TVS的击穿电压。然后给TVS施加一个脉冲电压，观察示波器上的波形。正常情况下，TVS的响应时间应在纳秒级别。如果响应时间较长，说明TVS的性能可能下降。(5)瞬态脉冲测试使用瞬态脉冲发生器对TVS进行测试。将瞬态脉冲发生器的输出连接到TVS的两端，设置脉冲电压和脉冲宽度。然后给TVS施加瞬态脉冲，观察TVS的响应情况。正常情况下，TVS应能迅速导通并限制瞬态电压。如果TVS不能迅速导通或瞬态电压超过安全范围，说明TVS可能已经损坏。

(6)温度测试对TVS进行温度测试，检查其在不同温度下的稳定性。将TVS置于高温或低温环境下，使用示波器或瞬态脉冲发生器对其进行测试。正常情况下，TVS在不同温度下的性能应保持稳定。如果TVS在高温或低温环境下性能下降，说明其稳定性较差。在选用双向瞬变抑制二极管时，应遵循以下原则：(1)根据电路的额定电压和最大电流选择合适的TVS。(2)根据电路的信号类型和传输速率选择合适的TVS，以避免信号失真。(3)根据电路的工作环境选择合适的TVS，如温度范围、湿度等。(4)考虑TVS的封装形式和安装方式，以满足电路的布局要求。

在使用双向瞬变抑制二极管时，应注意以下几点：(1)确保TVS的额定电压和最大电流满足电路的要求。(2)避免TVS承受长时间的反向电压，以免损坏其性能。(3)在TVS的两端并联一个适当大小的电阻，以限制瞬态电流，防止TVS损坏。(4)在TVS的两端并联一个适当大小的电容，以滤除高频噪声，提高电路的稳定性。