TVS二极管

1、TVS二极管原理图符号

 

 

2、TVS二极管的工作原理

TVS二极管（单向）反接并入电路中，当电路正常工作时，TVS二极管处于OFF状态，只消耗一定的漏电流。当电路出现异常过电压并达到TVS（雪崩）击穿电压时，TVS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。

 

 

 

3、TVS二极管单向与双向
单向用在直流，双向用在电压交变电路；

单向TVS管的特性与稳压二极管相似，双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联；

电流曲线不同。单方向的TVS管的电路符号与普通的稳压管相同，其正向特性与普通二极管相同，反向特性为典型的PN结雪崩器件。双向二极管正反向都是典型的PN结雪崩器件。

 

 

4、TVS二极管和稳压管的区别
TVS和稳压管在利用二极管的反向特性方面是相同的，但是由于稳压管主要用于恒压应用，因此对电压稳定的低电流范围（5mA～40mA）规定了“齐纳电压（VZ）”。
此外，稳压管基本上在ON状态下使用。
而TVS为了不影响IC的驱动电压，在电路正常工作期间处于OFF状态，当被施加了浪涌等突发过电压时，击穿电压值变得越发重要。
因此，规定了绝对不会导致击穿的两个电压——“截止电压（VRWM）”和“击穿电压（VBR）”。
此外，由于其主要用途是过电压保护，因此，作为保护特性，对几A～几十A范围内的大电流范围特性也有规定。

 

 

 

5、TVS二极管命名规则

TVS管的型号由三部分组成：系列名+电压值+单/双向符号

如SMBJ200CA：SMB为系列名，表示封装和峰值脉冲功率，为600W，同时SMA=400W,SMC=1500W,SMD=3000W，200反向工作峰值电压(VRWM),在参数范围内，二极管只有漏电流。CA表示双向，A则为单向。

 

 

 

其它系列名表示同轴引线封装

P4KE=400W、P6KE=600W、1.5KE=1500W，SA=500W、3KP=3000W

如P6KE200A这个后边数字200表示的是击穿电压（VBR）

6、重要参数

(1)Vrwm反向工作峰值电压：

TVS的最高工作电压，可连续施加而不引起TVS劣化或损坏的最高工作峰值电压或直流峰值电压。对于交流电压，用最高工作电压有效值表示，在VRWM下，TVS认为是不工作的，即是不导通的。换一句话，电路的最高工作电压必须小于Vrwm，否则将会导致TVS动作导致电路异常。

(2) IR漏电流：

漏电流，也称待机电流。在规定温度和最高工作电压条件下，流过TVS的最大电流。TVS的漏电流一般是在截止电压下测量，对于某一型号TVS,IR应在规定值范围内。对TVS两端施加电压值为VRWM，从电流表中读出的电流值即为TVS的漏电流IR。对于同功率和同电压的TVS，在VRWM≤10V时，双向TVS漏电流是单向TVS漏电流的2倍。对于一些模拟端口，漏电流会影响AD的采样值，所以TVS的漏电流越小越好。

(3) VBR击穿电压

击穿电压，指在V-I特性曲线上，在规定的脉冲直流电流IT或接近发生雪崩的电流条件下测得TVS两端的电压。测试的电流It一般选取10mA左右，施加的电流的时间不应超过400ms，以免损坏器件，VBRMIN和VBRMAX是TVS击穿电压的一个偏差，一般TVS为±5%的偏差。测量时，VBR落在VBRMIN.和VBRMAX.之间视为合格品。

(4) IPP峰值脉冲电流，VC钳位电压

峰值脉冲电流，给定脉冲电流波形的峰值。TVS一般选用10/1000μs电流波形。钳位电压，施加规定波形的峰值脉冲电流IPP时，TVS两端测得的峰值电压。IPP及VC是衡量TVS在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流及限制电压能力的参数，这两个参数是相互联系的。对于TVS在防雷保护电路中的钳位特性，可以参考VC这个参数。对于相同型号TVS，在相同IPP下的VC越小，说明TVS的钳位特性越好。TVS的耐脉冲电流冲击能力可以参考IPP，同型号的TVS，IPP越大，耐脉冲电流冲击能力越强。

(5) 结电容CI，漏电流Ir

结电容是TVS中的寄生电容，在高速IO端口保护需要重点关注，过大的结电容可能会影响信号的质量。漏电流主要带来了功率的损耗，或者是在模拟信号中，会影响AD信号的采样值。

7、TVS二极管选型

选择TVS二极管之前需注意：

1.电压合适能保护后级电路；

2.引入的TVS的结电容不能影响电路；

3.TVS功率余量充足，满足测试标准，且不能比保险管先挂。