PCB防静电设计不可缺少的器件TVS管

做为一个 LAYOUT工程师必须要了解的ESD常识。TVS管在实际设计中被广泛应用。硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力，及极多的电压档次。可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压。

　　硅瞬变电压吸收二极管(TVS管)

　　TVS管在使用中应注意的事项：

　　1.当没有合适电压的TVS管供采用时，允许用多个TVS管串联使用。串联管的最大电流决定于所采用管中电流吸收能力最小的一个。而峰值吸收功率等于这个电流与串联管电压之和的乘积。

　　2.对重复出现的瞬变电压的抑制，尤其值得注意的是TVS管的稳态平均功率是否在安全范围之内。 作为半导体器件的TVS管，要注意环境温度升高时的降额使用问题。 特别要注意TVS管的引线长短，以及它与被保护线路的相对距离。

　　3.TVS管的结电容是影响它在高速线路中使用的关键因素，在这种情况下，一般用一个TVS管与一个快恢复二极管以背对背的方式连接，由于快恢复二极管有较小的结电容，因而二者串联的等效电容也较小，可满足高频使用的要求。

　　4.固体放电管 固体放电管是一种较新的瞬变干扰吸收器件，具有响应速度较快(10～20ns级)、吸收电流较大、动作电压稳定和使用寿命长等特点。固体放电管与气体放电管同属能量转移型。 当外界干扰低于触发电压时，管子呈截止状。一旦干扰超出触发电压时，伏安特性发生转折，进入负阻区，此时电流极大，而导通电阻极小，使干扰能量得以转移。随着干扰减小，通过放电管电流的回落，当放电管的通过电流低于维持电流时，放电管就迅速走出低阻区，而回到高阻态，完成一次放电过程。固体放电管的一个优点是它的短路失效模式(器件失效时，两电极间呈短路状)，为不少应用场合所必须，已在国内外得到广泛应用。固体放电管的设计培训电压档次较少，比较适合于作网络、通信设备，乃至部件一级的保护。

　　5.对小电流负载的保护，可有意识地在线路中增加限流电阻，只要限流电阻的阻值适当，不会影响线路的正常工作，但限流电阻对干扰所产生的电流却会大大减小。这就有可能选用峰值功率较小的TVS管来对小电流负载线路进行保护。

　　6.对瞬变电压的吸收功率(峰值)与瞬变电压脉冲宽度间的关系。只是特定脉宽下的吸收功率(峰值)，而实际线路中的脉冲宽度则变化莫测，事前要有估计。对宽脉冲应降额使用。

　　TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背连接的二极管)两种，它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。使用中TVS管的击穿电压要比被保护电路工作电压高10%左右，以防止因线路工作电压接近TVS击穿电压，使TVS漏电流影响电路正常工作;也避免因环境温度变化导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。 TVS管有多种封装形式，如轴向引线产品可用在电源馈线上;双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的保护。