瞬態電壓抑制二極體(tvs)又叫鉗位二極體，是目前國際上普遍使用的一種高效能電路保護器件，它的外型與普通二極體 相同，但卻能吸收高達數千瓦的浪湧功率，它的主要特點是在反向應用條件下，當承受乙個高能量的大脈衝時，其工作阻抗立即降至極低的導通值，從而允許大電流通過，同時把電壓鉗制在預定水平，其響應時間僅為10-12毫秒，因此可有效地保護電子線路中的精密元器件。
瞬態電壓抑制二極體允許的正向浪湧電流在ta＝250c，t＝10ms條件下，可達50～200a。雙向tvs可在正反兩個方向吸收瞬時大脈衝功 率，並把電壓鉗制到預定水平，雙向tvs適用於交流電路，單向tvs一般用於直流電路。可用於防雷擊、防過電壓、抗干擾、吸收浪湧功率等，是一種理想的保 護器件。耐受能力用瓦特(w)表示。
瞬態電壓抑制二極體的主要電引數
（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，二極體成為低阻抗的通路。
（2）最大反向脈衝峰值電流ipp
在反向工作時，在規定的脈衝條件下，器件允許通過的最大脈衝峰值電流。 ipp與最大鉗位電壓vc(max)的乘積，就是瞬態脈衝功率的最大值。
使用時應正確選取tvs，使額定瞬態脈衝功率ppr大於被保護器件或線路可能出現的最大瞬態浪湧功率。
瞬態電壓抑制二極體的分類
瞬態電壓抑制二極體可以按極性分為單極性和雙極性兩種，按用途可分為各種電路都適用的通用型器件和特殊電路適用的專用型器件。如：各種交流電壓保護 器、 4~200ma電流環保器、資料線保護器、同軸電纜保護器、**機保護器等。若按封裝及內部結構可分為：軸向引線二極體、雙列直插tvs陣列（適用多線保 護）、貼片式、元件式和大功率模組式等。
瞬態電壓抑制二極體的應用
瞬態電壓抑制二極體的特點
（1）將tvs二極體加在訊號及電源線上，能防止微處理器或微控制器因瞬間的肪衝，如靜電放電效應、交流電源之浪湧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以上的脈衝，並能持續10ms；而一般的ttl器件，遇到超過30ms的10v脈衝時，便會導至損壞。利用tvs二極體，可有效吸收會造成器件損壞的脈衝，並能消除由匯流排之間開關所引起的干擾（crosstalk）。
（3）將tvs二極體放置在訊號線及接地間，能避免資料及控制匯流排受到不必要的噪音影響。
瞬態電壓抑制二極體的選用技巧
（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「高階」容限。
（2）tvs額定反向關斷vwm應大於或等於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。序列連線分電壓，並行連線分電流。
（3）tvs的最大鉗位電壓vc應小於被保護電路的損壞電壓。
（4）在規定的脈衝持續時間內，tvs的最大峰值脈衝功耗pm必須大於被保護電路內可能出現的峰值脈衝功率。在確定了最大鉗位電壓後，其峰值脈衝電流應大於瞬態浪湧電流。
（5）對於資料介面電路的保護，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）溫度考慮。瞬態電壓抑制器可以在－55℃～+150℃之間工作。如果需要tvs在乙個變化的溫度工作，由於其反向漏電流id是隨增加而增大； 功耗隨tvs 結溫增加而下降，從+25℃～+175℃，大約線性下降50％雨擊穿電壓vbr隨溫度的增加按一定的係數增加。因此，必須查閱有關產品資料，考慮溫度變化 對其特性的影響。
從以上過程可以看出，在選擇tvs二極體時，必須注意以下幾個引數的選擇：
1. 最小擊穿電壓vbr和擊穿電流i r 。 vbr是tvs最小的擊穿電壓，在25℃時，低於這個電壓tvs是不會產生雪崩的。當tvs流過規定的1ma電流(ir )時，加於tvs兩極的電壓為其最小擊穿電壓v br 。按tvs的vbr與標準值的離散程度，可把vbr分為5％和10％兩種。對於5％的vbr來說，v wm =0.85vbr；對於10％的vbr來說，v wm =0.81vbr。為了滿足iec61000-4-2國際標準，tvs二極體必須達到可以處理最小8kv(接觸)和15kv(空氣)的esd衝擊，部份半 導體廠商在自己的產品上使用了更高的抗衝擊標準。對於某些有特殊要求的可攜裝置應用，設計者可以依需要挑選元件。
2.最大反向漏電流id和額定反向切斷電壓vwm。 vwm是二極體在正常狀態時可承受的電壓，此電壓應大於或等於被保護電路的正常工作電壓，否則二極體會不斷截止迴路電壓；但它又需要盡量與被保護迴路的正 常工作電壓接近，這樣才不會在tvs工作以前使整個迴路面對過壓威脅。當這個額定反向切斷電壓vwm加於tvs的兩極間時它處於反向切斷狀態，流過它的電 流應小於或等於其最大反向漏電流id。
3.最大鉗位電壓vc和最大峰值脈衝電流i pp 。當持續時間為20ms的脈衝峰值電流ipp流過tvs時，在其兩端出現的最大峰值電壓為vc。 v c 、ipp反映了tvs的突波抑制能力。 vc與vbr之比稱為鉗位因子，一般在1.2~1.4之間。 vc是二極體在截止狀態提供的電壓，也就是在esd衝擊狀態時通過tvs的電壓，它不能大於被保護迴路的可承受極限電壓，否則元件面臨被損傷的危險。
4. pppm額定脈衝功率，這是基於最大截止電壓和此時的峰值脈衝電流。對於手持裝置，一般來說500w的tvs就足夠了。最大峰值脈衝功耗pm是tvs能承 受的最大峰值脈衝功耗值。在特定的最大鉗位電壓下，功耗pm越大，其突波電流的承受能力越大。在特定的功耗pm下，鉗位電壓vc越低，其突波電流的承受能 力越大。另外，峰值脈衝功耗還與脈衝波形、持續時間和環境溫度有關。而且，tvs所能承受的瞬態脈衝是不重複的，元件規定的脈衝重複頻率(持續時間與間歇 時間之比)為0.01％。如果電路內出現重複性脈衝，應考慮脈衝功率的累積，有可能損壞tvs。
5. 電容器量c。電容器量c是由tvs雪崩結截面決定的，是在特定的1mhz頻率下測得的。 c的大小與tvs的電流承受能力成正比，c太大將使訊號衰減。因此，c是資料介面電路選用tvs的重要引數。電容器對於資料/訊號頻率越高的迴路，二極體 的電容器對電路的干擾越大，形成噪音或衰減訊號強度，因此需要根據迴路的特性來決定所選元件的電容器範圍。高頻迴路一般選擇電容器應盡量小(如 lctvs、低電容器tvs，電容器不大於3pf)，而對電容器要求不高的迴路電容器選擇可高於40pf。
瞬態電壓抑制二極體特性曲線：
圖1 單向tvs二極體特性曲線
圖2 雙向tvs二極體特性曲線
說明：vbr ：崩潰電壓@it - tvs瞬間變為低阻抗的點
vrwm ：維持電壓-在此階段tvs為不導通之狀態
vc ：鉗制電壓@ipp -鉗制電壓約略等於1.3*vbr vf：正嚮導通電壓@if -正向壓降
ir ：逆向漏電流＠vrwm
it ：崩潰電壓之測試電流
ipp ：突波峰值電流
if ：正嚮導通電流
圖2 瞬態電壓抑制二極體電路原理
TVS瞬態電壓抑制二極體原理
tvs瞬態電壓抑制二極體原理應用特性 瞬態抑制二極體 tvs 又叫鉗位型二極體，是目前國際上普遍使用的一種高效能電路保護器件，它的外型與普通二極體相同，但卻能吸收高達數千瓦的浪湧功率，它的主要特點是在反向應用條件下，當承受乙個高能量的大脈衝時，其工作阻抗立即降至極低的導通值，從而允許大電流通過，同時...
瞬態抑制二極體（TVS管）
常見的tvs管 瞬態抑制二極體簡稱tvs transient voltage suppressor 又叫鉗位二極體，由p n結面積組成，可分為單向tvs管和雙向tvs管,單向的有正負極，雙向的沒有正負極。tvs廣泛應用於半導體及敏感器件的保護，通常用於二級電源和訊號電路的保護，以及防靜電等。其特點為...
TVS瞬態抑制二極體簡介
反向關態電壓表示tvs允許的正常工作電壓，低於這個電壓時tvs不起作用，高於這個值時二極體開始逐漸反向擊穿。擊穿電壓最小值 最大值就是指tvs的擊穿電壓範圍，大於等於這個範圍的輸入電壓就會完全擊穿tvs管。鉗位電壓最大值表示tvs二極體在工作電流達到最大值時的鉗位電壓。峰值脈衝電流表示反向擊穿後通過...