在電子電路的世界里，電壓的穩定如同基石般重要。然而，現實中瞬態過電壓卻如影隨形，隨時可能對電路造成損害。這時，TVS（Transient Voltage Suppressor）—— 瞬態電壓抑制器，就如同電路的 “保護神”，挺身而出。今天，就讓我們深入了解 TVS 的參數奧秘。

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TVS 管是什么？

TVS 管，又稱瞬態電壓抑制二極管，是一種新型高效電路保護器件。它擁有極快的響應時間，能在亞納秒級的瞬間做出反應，同時具備相當高的浪涌吸收能力。其工作原理基于其特殊的結構和電學特性，當 TVS 的兩端經受瞬間的高能量沖擊時，它能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變為低阻抗，從而吸收一個瞬間大電流，并將其兩端電壓鉗制在一個預定的數值上，保護后面的電路元件免受瞬態高壓尖峰脈沖的沖擊。形象地說，它就像是電路中的 “安全閥”，當電壓異常升高時，迅速開啟釋放能量，確保電路安全。

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TVS 管的重要選型參數

1. 反向工作電壓（VRWM）

反向工作電壓是 TVS 能連續施加而不引起劣化或損壞的最高工作峰值電壓或直流峰值電壓。這是一個關鍵參數，在選型時，TVS 管的最高工作電壓要大于被保護電路的最高工作電壓，這樣才能保證在電路正常工作時，TVS 管處于截止狀態，不影響電路正常運行。但也不能過高，否則會導致鉗位電壓較高，增加后級電路的負擔。一般而言，可選擇為被保護電路最高工作電壓的 1.1 - 1.2 倍。例如，若被保護電路的最高工作電壓為 10V，那么 TVS 管的反向工作電壓應在 11V - 12V 之間選取。

2. 漏電流（IR）

漏電流也稱待機電流，是在規定溫度和最高工作電壓條件下流過 TVS 的最大電流。對于同功率和同電壓的 TVS，在 VRWM≤10V 時，雙向 TVS 漏電流是單向 TVS 漏電流的兩倍。漏電流主要帶來功率的損耗，在模擬信號中還可能影響 AD 信號的采樣值，因此，TVS 的漏電流越小越好。比如在一些對功耗要求極高的便攜式設備中，就需要選擇漏電流極小的 TVS 管，以減少不必要的電量消耗。

3. 擊穿電壓（VBR）

擊穿電壓是當 ESD 防護開始工作的電壓，一般是 TVS 通過 1mA 時的電壓，且施加電流的時間不超過 400ms，以免損壞器件。VBR 有一個偏差范圍，即 VBRmin 和 VBRmax，一般 TVS 的偏差為 ±5%，測量時 VBR 落在這個范圍內視為合格品。在選型時，應根據電路中可能出現的瞬態過電壓情況來選擇合適的擊穿電壓。若擊穿電壓選得過低，TVS 管可能在正常的電壓波動下就導通，影響電路正常工作；若選得過高，則可能無法及時有效地抑制瞬態過電壓。假設電路中可能出現的瞬態過電壓為 20V，那么選擇的 TVS 管擊穿電壓應略高于 20V，同時要考慮其偏差范圍，確保在實際工作中能準確響應。

4. 峰值脈沖電流（IPP）

峰值脈沖電流是給定脈沖電流波形的峰值，TVS 一般選用 10/1000μs 或者 8/20μs 的電流波形。IPP 是衡量 TVS 在電路保護中抵抗浪涌脈沖電流能力的重要參數。TVS 管的峰值脈沖電流要大于電路中可能出現的最大瞬態浪涌電流，這樣才能保證在瞬態過電壓發生時，TVS 管能夠有效地吸收浪涌電流，保護后級電路。同型號的 TVS 管，峰值脈沖電流越大，其耐脈沖電流沖擊的能力越強。例如，在一個可能會遭受大電流浪涌沖擊的電源電路中，就需要選擇峰值脈沖電流較大的 TVS 管，以確保在極端情況下也能保護電路。

5. 鉗位電壓（VC）

鉗位電壓是施加在規定波形的峰值脈沖電流 IPP 時，TVS 兩端的峰值電壓。IPP 和 VC 相互關聯，共同衡量 TVS 在電路保護中抵抗浪涌脈沖電流以及限制電壓的能力。對于相同型號的 TVS，在相同 IPP 下的 VC 越小，說明 TVS 的鉗位特性越好。在選型時，鉗位電壓要小于后級被保護電路中最大可承受的瞬態安全電壓。在相同峰值脈沖電流下，鉗位電壓越小，對后級電路的保護效果就越佳。比如在一個對電壓敏感的芯片前級電路中，就需要選擇鉗位電壓低的 TVS 管，以確保芯片不會受到過高電壓的沖擊。

6. 結電容

結電容是 TVS 中的寄生電容，在高速 io 端口保護等對信號傳輸速度要求較高的場合需要重點關注，過大的結電容可能會影響信號的質量。在高速 io 端口防護、模擬信號采樣、數據接口、通信線路防護等場景中，需要選擇結電容較小的 TVS 管，以減少對信號的影響。例如在高速 USB 接口電路中，若 TVS 管的結電容過大，可能會導致數據傳輸錯誤、信號失真等問題，因此要精心挑選結電容符合要求的 TVS 管。

JY

晶揚電子|電路與系統保護專家

深圳市晶揚電子有限公司成立于2006年，是國家高新技術企業、國家專精特新“小巨人”科技企業，是多年專業從事IC設計、生產、銷售及系統集成的IC DESIGN HOUSE，擁有百余項有效專利等知識產權。建成國內唯一的廣東省ESD保護芯片工程技術研究中心，是業內著名的“電路與系統保護專家”。

主營產品:ESD、TVS、MOS管、DC-DC,LDO系列、霍爾傳感器，高精度運放芯片，汽車音頻功放芯片等。

審核編輯 黃宇