現在是萬物互聯的時代，為了讓聯結更輕巧方便，各種通信設備之間的連接方式，從之前的有線通信升級為蜂窩、藍牙、WIFI、GNSS等無線傳輸方式，這些信號都必須通過天線實現終端與其他設備的溝通。

為了保證無線信號的強度和穩定，一般在機殼上有凸起或者縫隙來實現天線功能，但此時外部靜電可能因此進入天線及內部的射頻電路。所以對于RF端口的天線調諧開關，射頻電路前端，以及PA之前會評估加上TVS，保護比較脆弱的內部器件。對于RF端口TVS的選取，要考慮工作電壓，啟動電壓，鉗位電壓，結電容，浪涌耐受度，以及諧波等參數，這些參數都需要綜合考慮，在本文中，我們重點討論工作電壓和啟動電壓。

TVS的工作電壓表示為Reverse working voltage，簡寫為Vrwm,這個參數表示此TVS管適合用于防護的電壓系統。啟動電壓表示為Breakdown voltage，簡寫為VBV或Vbr，表示流過TVS管的電流為1mA時，TVS兩端的電壓。一般我們更關注Vbr的最小值，表示小于此電壓，TVS管一定不會導通。

關于工作電壓Vrwm，工程師在選型時，有時會額外留出余量，避免系統正常的電壓波動觸發TVS，例如在3.3V的系統上使用Vrwm為5V的TVS，這樣造成的影響是會選擇到啟動電壓與鉗位電壓更高的TVS，因而導致降級的保護性能。

一般情況下，TVS的啟動電壓Vbr最小值是工作電壓的1.1~1.2倍，我們已經考慮到系統電壓的波動，所以在TVS規格中，已經留出了10%~20%的余量，故推薦選擇Vrwm與系統電壓相同的TVS，可以獲得最優的保護性能。

隨著技術的發展，新制程的深回掃型TVS應用也越來越普遍，比如AZ5B9S-01F，其Vbr 最小值為4V，但其Vrwm為1.5V。原因是此TVS啟動后，電壓會回掃到接近Vhold≈1.5V，所以AZ5B9S-01F推薦使用在1.5V及以下的接口，如果只按照Vbr來選型，可能會面臨latch-up的風險，Amazing的TVS在標注Vrwm時，都會保證Vhold＞Vrwm，協助客戶實現latch-up free的設計。

了解了以上關于TVS的工作電壓和啟動電壓的相關知識，結合RF端口的具體應用，就可以確定如何選擇正確的TVS電壓。我們通常使用的射頻電路阻抗匹配為50Ω，VSWR（駐波比）預設為1:1，我們可以計算出不同單音信號功率對應的峰值電壓。

表1、 50Ω系統不同功率對應峰值電壓

從以上數據得知，在理想無反射的條件下，20dBm的峰值電壓為3.16V，使用Vrwm為5V的TVS就可以滿足需求，此功率范圍對應的無線通信方式為GNSS和藍牙，推薦使用AZ5B75-01B。蜂窩移動通信系統會有更高的發射功率，一般參考2G蜂窩網絡GSM900的典型功率為33dBm；4G LTE支持HPUE能達到35dBm，其電壓峰值為17.78V。對于NR 5G信號，則需要考慮PC2 26dBm均值功率以及信號峰均比來計算峰值電壓。Amazing針對最高35dBm及36dBm的發射功率，分別推薦

AZ4617-01F和AZ9924-01F等高壓，超低電容TVS。

由于天線為阻抗變換器件，各個位置阻抗不同，電壓也不同，需要精確仿真才能得到各個位置電壓。在實際的電路應用中，也可以使用射頻信號源和頻譜儀測試的方法來驗證TVS的啟動電壓選取是否合適。實驗設置如圖1，通過射頻信號源輸出信號經過TVS管，檢查頻譜儀接收到的信號是否出現功率急劇衰減來判斷。由于信號源輸出功率的限制和保護頻譜儀，我們也可以在線路上加入衰減器(本文實驗中衰減器為-60dBm).

圖1、使用頻譜儀測試TVS Set up

以708MHz頻點的測試結果為例，圖二的左圖，信號源輸出26dBm，頻譜儀接受到的功率為25.5dBm表示射頻信號沒有造成TVS啟動，選型正確。圖二的右圖，信號源輸出32dBm，經過TVS之后，只有16.6dBm被頻譜儀接收，證明此TVS被觸發，不能使用在此32dBm的天線端口。

圖2、708MHz時的頻譜儀接受結果

本文針對天線端口的TVS的工作電壓和啟動電壓做了相關的描述，由于RF系統的復雜性高，實際應用可能需要考慮更多因素。Amazing也不斷地在開發新產品，以滿足客戶在天線系統中的各種需求。

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審核編輯 黃宇