瞬態抑制二極管（TVS），亦稱鉗位二極管，是高效電路保護元件，外形似普通二極管，但能吸收高至數千瓦浪涌功率。其核心在于反向應用時，遇高能量脈沖，阻抗驟降至極低，快速導通大電流，同時將電壓鉗至預設水平，響應時間僅10-12毫秒，有效守護電子元件。TVS正向浪涌電流在特定條件下可達50～200A。雙向TVS雙向保護，適用于交流電路；單向則多用于直流。廣泛用于防雷、過電壓防護、抗干擾及浪涌吸收，是理想保護器件，其耐受能力以瓦特(W)衡量。

TVS（Transient Voltage Suppression）是一種限壓保護器件，作用與壓敏電阻很類似。也是利用器件的非線性特性將過電壓鉗位到一個較低的電壓值實現對后級電路的保護。TVS管的主要參數有：反向擊穿電壓、最大鉗位電壓、瞬間功率、結電容、響應時間等。

TVS響應時間可達ps級，為限壓型浪涌保護中最快，適用于電子電路過電壓保護，響應迅速。其結電容分高、低兩種，高者幾百至幾千pF，低者幾至幾十pF。分立式TVS結電容多偏高，表貼式則兩者皆有。高頻信號線路保護宜選低結電容TVS。

TVS管非線性優于壓敏電阻，鉗位電壓上升慢，殘壓輸出更理想，適合精細電子電路保護。其通流容量小，多用于末級精細保護，不適合交流電源保護，直流防雷需配合大通流器件。TVS管易集成，適合單板應用。

TVS可靈活選擇單向或雙向保護，單向TVS適用于單極性信號和直流電源，降低殘壓。設計時需關注反向擊穿電壓和通流容量，直流回路中應確保UBR≥(1.3～1.6)Umax，以保護電路。

TVS二極管常見應用

目前已廣泛應用于計算機系統、通訊設備、交/直流電源、汽車、電子鎮流器、家用電器、儀器儀表（電度表）、RS232/422/423/485、 I/O、LAN、ISDN 、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、數字照相機的保護、共模/差模保護、RF耦合/IC驅動接收保護、電機電磁波干擾抑制、聲頻/視頻輸入、傳感器/變速器、工控回路、繼電器、接觸器噪音的抑制等各個領域。

TVS器件的主要電參數

（1）擊穿電壓V(BR)

器件在發生擊穿的區域內，在規定的試驗電流I(BR)下，測得器件兩端的電壓稱為擊穿電壓，在此區域內，二極管成為低阻抗的通路。

（2）最大反向脈沖峰值電流IPP

在反向工作時，在規定的脈沖條件下，器件允許通過的最大脈沖峰值電流。IPP與最大鉗位電壓VC(MAX)的乘積，就是瞬態脈沖功率的最大值。

使用時應正確選取TVS，使額定瞬態脈沖功率PPR大于被保護器件或線路可能出現的最大瞬態浪涌功率。

TVS二極管的分類

TVS器件分單極性和雙極性，通用型和專用型，如交流電壓保護器、電流環保器等。封裝形式多樣，包括軸向引線、TVS陣列、貼片式、組件式及大功率模塊式等。

TVS二極管的特點

（1）將TVS二極管加在信號及電源線上，能防止微處理器或單片機因瞬間的肪沖，如靜電放電效應、交流電源之浪涌及開關電源的噪音所導致的失靈。

（2）靜電放電效應能釋放超過10000V、60A以上的脈沖，并能持續10ms；而一般的TTL器件，遇到超過30ms的10V脈沖時，便會導至損壞。利用TVS二極管，可有效吸收會造成器件損壞的脈沖，并能消除由總線之間開關所引起的干擾（Crosstalk）。

（3）將TVS二極管放置在信號線及接地間，能避免數據及控制總線受到不必要的噪音影響。

TVS的選用技巧

（1）確定被保護電路的最大直流或連續工作電壓、電路的額定標準電壓和“高端”容限。

（2）TVS額定反向關斷VWM應大于或等于被保護電路的最大工作電壓。若選用的VWM太低，器件可能進入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作。串行連接分電壓，并行連接分電流。

（3）TVS的最大鉗位電壓VC應小于被保護電路的損壞電壓。

（4）在規定的脈沖持續時間內，TVS的最大峰值脈沖功耗PM必須大于被保護電路內可能出現的峰值脈沖功率。在確定了最大鉗位電壓后，其峰值脈沖電流應大于瞬態浪涌電流。

（5）對于數據接口電路的保護，還必須注意選取具有合適電容C的TVS器件。

（6）根據用途選用TVS的極性及封裝結構。交流電路選用雙極性TVS較為合理；多線保護選用TVS陣列更為有利。

（7）TVS工作溫寬－55℃至+150℃。溫度變時，反向漏電流增，功耗減，擊穿電壓增。需查閱產品資料，考慮溫度對性能的影響。

TVS二極管選擇要點：

1）VBR（最小擊穿電壓）：25℃下，低于VBR不雪崩。1mA電流時測VBR，分5%和10%離散度，影響VWM值。

2）需滿足IEC61000-4-2標準，至少抗8kV接觸、15kV空氣ESD沖擊，部分產品標準更高。

3）VWM（額定反向切斷電壓）應≥被保護電路工作電壓，且接近以避免過壓。在VWM下，TVS反向切斷，漏電流≤ID（最大反向漏電流）。

4）VC（最大鉗位電壓）與IPP（最大峰值脈沖電流）反映突波抑制能力。VC≤被保護回路極限電壓，以防元件損傷。鉗位因子VC/VBR約1.2~1.4。

5）Pppm基于最大截止電壓與峰值脈沖電流。手持設備常用500W TVS。PM越大，突波電流承受力越強；VC越低，同PM下承受力也強。考慮脈沖波形、時長、環境溫。TVS不耐重復脈沖，重覆頻率低，重復脈沖需防累積損壞。

6）C（電容器量）與電流承受力正相關，大C致信號衰減。高頻回路選小C（≤3pF），低頻回路可選大C（>40pF），以減干擾。

晶揚電子主要產品包括ESD、TVS、LED顯示驅動芯片、MOS管、二三極管、電源管理芯片、通用型及高精度電壓基準芯片、垂直及平面型&高精度霍爾傳感器IC、高精度OPA、馬達及電機驅動IC、接口（485等）芯片等模擬IC、數模混合IC等產品；涉及的應用領域有：電腦/筆記本、機頂盒、電視、網絡通信、手機、平板、智能穿戴、安防監控、家電、工控、新能源汽車、車載、TWS、電動工具等。

審核編輯 黃宇