TVS全稱是Transient Voltage Suppressor(瞬態電壓抑制器)。當TVS兩端經受瞬間的高壓時，它能以極高的速度(P秒級)使其迅速降低。在此過程中，TVS會流過一個大電流，并將其兩端的電壓鉗位在一個特定的數值上，以保護后面的器件免受高壓沖擊而損壞。

01TVS二極管特性介紹

TVS二極管，也稱雪崩擊穿二極管，是采用半導體工藝制成的單個PN結或多個PN結集成的電路保護器件。TVS管有單向和雙向之分，單向TVS管主要應用在直流供電電路。雙向TVS管主要應用在電壓交變的電路。

TVS管內部芯片為半導體硅材料，體積小，高可靠性，同時響應速度快(為PS級)，箝位電壓低、電壓精準、性能可靠、不易劣化、使用壽命長等優點，因此被應用在對保護器件要求很高的場合之中，如汽車電子、照明、通信、工業控制等方面。

特性總結幾點如下：

1.TVS二極管是在穩壓管工藝基礎上生產的，內部芯片為半導體硅材料，采用半導體工藝制成，可靠性高;

2.TVS二極管體積小、無損壞極限、響應速度快、瞬態功率大、漏電流低、箝位電壓易控制;

3.TVS二極管電壓精度高，擊穿電壓在百分之五上下的偏差;

4.工作電壓范圍從3.3v-600v，甚至更高;

5.TVS二極管在10/1000us波行下，瞬態功率可達200w到3000w，甚至更高;

6.TVS二極管封裝形式多樣化，立深鑫電子TVS二極管管封裝有 SOD-323、SMA、SMB、SMC、DFN1006、SMD等;

02TVS參數詳解

Ipp---Peak Pulse Current，TVS額定峰值電流，即可以承受的最大脈沖峰值電流，在10/1000uS(上升時間10us，持續時間1000us)的脈沖峰值電流下測得。

Vr(Vrwm)---Maximum voltage that can be applied to the TVS without operation，反向峰值工作電壓。當工作電壓大于Vrwm時，TVS反向漏電流會增大，影響電路正常工作。所以，選擇TVS時，要使Vrwm大于工作電壓。

Vbr(Breakdown Voltage)---Maximum voltage that flows though the TVS at a specified test current (IT)，反向擊穿電壓。TVS管通過規定的測試電流IT時的電壓。表示TVS管導通的標志電壓，即從此點開始，器件進入雪崩擊穿。TVS管有一定的離散型，統一型號的管子，VBR會有比較小的差別。

Vc(Clamping Voltage)---Peak voltage measured across the TVS at a specified IPPM (peak impulse current),最大鉗位電壓(殘壓)。當持續時間為10/1000uS(上升時間10us，持續時間1000us)的脈沖峰值電流IPPM流過TVS時，在其兩端出現的最大峰值電壓為VC。最大鉗位電壓應小于被保護電路的損壞電壓。

Pppm---Peak Pulse Power Dissipation，最大峰值脈沖功率。由脈沖寬度、最大鉗位電壓Vc和最大脈沖電流IPP決定，Pppm=Ipp*Vc。最大峰值脈沖功率越大，TVS所能承受的峰值脈沖電流愈大;另一方面，最大峰值脈沖功率確定以后，TVS能承受的峰值脈沖電流隨著最大箝位電壓VC的降低而增加。

Ir(Id)---Reverse Leakage Current,最大反向漏電流。當反向電壓為Vr時，流過TVS的電流。

It---Test Current,測試電流。一般為1mA或10mA。

Vf---Forward Voltage Drop for Uni-directional,正向導通電壓。

Cj---結電容。在防護高速信號的時候，需要考慮結電容的影響。

03與穩壓二極管的區別

1.工作原理：

TVS管(瞬態電壓抑制二極管)：雪崩效應，在高能量的瞬時過壓脈沖時，其工作阻抗能立馬降低到很低的導通值，允許最大電流通過，并將電壓箝制到預定水平，從而避免電路中的精密元器件免受損壞。

穩壓二級管(齊納二極管)：齊納隧道效應，當反向電壓達到并超過穩定電壓時，反向電流突然增大，而二極管兩端電壓恒定。

因此，TVS管通常情況下不工作不導通(不擊穿)，此時對應的漏電流Ir比較小。而穩壓管通常處于擊穿狀態，此時對應的反向的擊穿電流相對較大。

2.性質：

TVS管可分為單極性和雙極性，穩壓二級管只有單向的。

在通流能力上，TVS管一般數十安培，最多能達到幾百安，穩壓管的通流能力很小。

TVS管用于瞬態電壓保護，在穩壓精度上是一個范圍，但是有更強的高壓承受能力，穩壓管的電壓精度比較精準，但是穩壓范圍比較小。

TVS管響應速度很快，可以達到ps級。

3.主要參數：

TVS管：Vbr、Vrwm、Vc、Ipp、Pppm。

穩壓管：穩定電壓(VZ)、穩定電流(IE)、動態電阻(RZ)、最大耗散功率(PZM)、最大/小穩定工作電流(IZmax/IZmin)、溫度系數(AT)。

4.運用場景:

TVS管用于在短時間內吸收輸入的瞬時過電壓，并對輸出電壓進行有效鉗位，待到瞬時脈沖結束后，TVS管又恢復到高阻狀態，即不導通狀態。

穩壓管用于將輸入電壓嵌入到一個恒定電壓，溫壓管處于持續的反相導通狀態。

5.防護目的：

TVS管的鉗位：保護后級芯片不遭受過電壓損壞。

穩壓管的鉗位：給后級芯片提供穩定的電壓。

04與ESD靜電保護管的區別

ESD靜電保護管與TVS管的工作原理相同，ESD管是由多個TVS管采用不同的布局設計成具有特定功能的單路或者多路保護器件。

1.應用電路:

ESD二極管一般用在關鍵數據接口(HDMIUSBETH總線等)上做靜電保護，結電容比較低;

TVS管具有快速的響應能力與強大的浪涌吸收能力，多用于電源線上做防浪涌電壓保護，結電容比較高。

2.引腳數量：

ESD管一般需要三個引腳(一個GPIO，一個電源+，一個電源-)。

TVS管與普通二極管引腳一樣。

3.關鍵參數：

ESD管看的是ESD保護管抗靜電等級LEVEL，TVS管看的是功率與封裝形式

選型總結

最高工作電壓：TVS二極管的截止電壓要大于被保護電路的最高工作電壓，同時還要綜合考慮被保護電路的工作電壓及后續電路的承受能力;

箝位電壓：TVS二極管箝位電壓要小于后級被保護電路最大可承受的瞬態安全電壓，大多數tvs管的箝位電壓與擊穿電壓及峰值脈沖電流都成正比。對于同一功率等級的TVS管，其擊穿電壓越高箝位電壓也就越高;

TVS二極管功率選型：TVS管額定瞬態功率要大于電路中可能會出現的最大瞬態浪涌功率;

漏電流：在低功耗電路或高精度采集電路中，尤其要過關注漏電流情況。

結電容：對于同功率的TVS二極管管，其電壓越低，電容值就越大，在一些通信線路中，要注意TVS二極管的結電容，不能影響電路正常工作。

封裝形式：TVS二極管封裝體積越小，功率也就小,具體還需要電子工程師根據電路設計、測試要求選擇合適封裝的TVS二極管。

審核編輯：湯梓紅