TVS二极管的主要参数

1、tvs 二极管在电路设计中的应用页脚内容 1tvs 二极管的主要参数处理瞬时脉冲对器件损害的最好办法是将瞬时电流从敏感器件引开。tvs 二极管在线路板上与被保护线路并联，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，tvs 二极管便发生雪崩，提供给瞬时电流一个超低电阻通路，其结果是瞬时电流通过二极管被引开，避开被保护器件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。当瞬时脉冲结束以后，tvs 二极管自动回复高阻状态，整个回路进入正常电压。许多器件在承受多次冲击后，其参数及性能会发生退化，而只要工作在限定范围内，二极管将不会发生损坏或退化。从以上过程可以看出，在选择tvs 二极管时，必须注意以下几

2、个参数的选择：1. 最小击穿电压 vbr和击穿电流 ir。vbr 是 tvs 最小的击穿电压，在25时，低于这个电压tvs是不会发生雪崩的。当tvs 流过规定的 1ma电流(ir)时，加于 tvs 两极的电压为其最小击穿电压vbr 。按 tvs 的 vbr与标准值的离散程度， 可把 vbr分为 5%和 10% 两种。对于 5%的 vbr来说，vwm=0.85vbr；对于 10% 的 vbr 来说，vwm=0.81vbr。为了满足 iec61000-4-2 国际标准， tvs 二极管必须达到可以处理最小 8kv( 接触)和 15kv( 空气)的 esd 冲击，有的半导体生产厂商在自己的产品上使用

3、了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的便携设备应用，设计者可以按需要挑选器件。2. 最大反向漏电流 id和额定反向关断电压vwm 。vwm 这是二极管在正常状态时可承受的电压，此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压，否则二极管会不断截止回路电压；但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近，这样才不会在tvs 工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向关断电压 vwm 加于 tvs 的两极间时它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流 id。3. 最大箝位电压 vc 和最大峰值脉冲电流ipp。 当持续时间为 20ms的脉冲峰值电流 ipp流过 tvs 时，在其两端出

4、现的最大峰值电压为vc 。 vc 、ipp反映了 tvs 的浪涌抑制能力。 vc与 vbr之比称为箝位因子，tvs 二极管在电路设计中的应用页脚内容 2一般在 1.21.4之间。 vc 是二极管在截止状态提供的电压，也就是在esd 冲击状态时通过 tvs 的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则器件面临被损伤的危险。4. pppm额定脉冲功率，这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。对于手持设备，一般来说500w的 tvs 就足够了。最大峰值脉冲功耗pm是 tvs 能承受的最大峰值脉冲功耗值。在给定的最大箝位电压下，功耗 pm越大，其浪涌电流的承受能力越大。在给定的功耗pm下，箝位

5、电压 vc 越低，其浪涌电流的承受能力越大。另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且，tvs 所能承受的瞬态脉冲是不重复的，器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比 )为 0.01% 。如果电路内出现重复性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，有可能损坏tvs 。5. 电容量 c 。 电容量 c是由 tvs 雪崩结截面决定的， 是在特定的 1mhz 频率下测得的。 c的大小与 tvs的电流承受能力成正比， c太大将使信号衰减。因此，c是数据接口电路选用tvs 的重要参数。电容对于数据 / 信号频率越高的回路，二极管的电容对电路的干扰越大，形成噪声或衰减信号强度，因此需要根据回路

6、的特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小(如 lctvs、低电容 tvs ，电容不大于 3pf) ，而对电容要求不高的回路电容选择可高于40pf 。tvs 瞬态电压抑制二极管（钳位二极管）原理参数瞬态电压抑制二极管 (tvs) 又叫钳位二极管，是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件，它的外型与普通二极管相同，但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率，它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压钳制在预定水平，其响应时间仅为10-12毫秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。瞬态电压抑制二极管允许的

7、正向浪涌电流在ta 250c ，t10ms条件下，可达 50200a 。双向 tvs可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压钳制到预定水平，双向tvs 适用于交流电路，单向tvs 二极管在电路设计中的应用页脚内容 3tvs 一般用于直流电路。 可用于防雷击、 防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等， 是一种理想的保护器件。耐受能力用瓦特 (w) 表示。瞬态电压抑制二极管的主要电参数（1）击穿电压 v(br)器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流i(br) 下，测得器件两端的电压称为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。（2）最大反向脉冲峰值电流ipp在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器

8、件允许通过的最大脉冲峰值电流。ipp与最大钳位电压vc(max)的乘积，就是瞬态脉冲功率的最大值。使用时应正确选取tvs ， 使额定瞬态脉冲功率ppr大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。瞬态电压抑制二极管的分类瞬态电压抑制二极管可以按极性分为单极性和双极性两种，按用途可分为各种电路都适用的通用型器件和特殊电路适用的专用型器件。如：各种交流电压保护器、4200ma电流环保器、数据线保护器、同轴电缆保护器、电话机保护器等。若按封装及内部结构可分为：轴向引线二极管、双列直插tvs阵列（适用多线保护）、贴片式、组件式和大功率模块式等。瞬态电压抑制二极管的应用目前已广泛应用于计算机系统、通讯

9、设备、交/ 直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、 rs232/422/423/485、 i/o、lan 、isdn 、adsl 、usb 、mp3 、pdas 、gps 、cdma、gsm 、tvs 二极管在电路设计中的应用页脚内容 4数字照相机的保护、 共模/ 差模保护、rf耦合/ic 驱动接收保护、 电机电磁波干扰抑制、 声频/ 视频输入、传感器 / 变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。瞬态电压抑制二极管的特点（1）将 tvs 二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。（

10、2）静电放电效应能释放超过10000v 、60a以上的脉冲，并能持续10ms ；而一般的 ttl器件，遇到超过 30ms的 10v脉冲时，便会导至损坏。利用tvs 二极管，可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰（crosstalk ）。（3）将 tvs 二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。瞬态电压抑制二极管的选用技巧（1）确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“ 高端” 容限。（2）tvs 额定反向关断 vwm 应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的vwm 太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电

11、路的正常工作。串行连接分电压，并行连接分电流。（3）tvs 的最大钳位电压 vc应小于被保护电路的损坏电压。（4）在规定的脉冲持续时间内， tvs 的最大峰值脉冲功耗pm必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大钳位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。（5）对于数据接口电路的保护，还必须注意选取具有合适电容c的 tvs 器件。（6）根据用途选用 tvs 的极性及封装结构。 交流电路选用双极性tvs 较为合理； 多线保护选用 tvs阵列更为有利。tvs 二极管在电路设计中的应用页脚内容 5（7）温度考虑。瞬态电压抑制器可以在55+150之间工作。如果需要tvs 在一个变化的温

12、度工作，由于其反向漏电流id是随增加而增大；功耗随tvs 结温增加而下降，从 +25+175，大约线性下降 50雨击穿电压 vbr随温度的增加按一定的系数增加。因此，必须查阅有关产品资料，考虑温度变化对其特性的影响。处理瞬时脉冲对元件损害的最好办法是将瞬时电流从感应元件引开。tvs 二极管在线路板上与被保护线路并联，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，tvs 二极管便产生雪崩，提供给瞬时电流一个超低电阻通路，其结果是瞬时电流透过二极管被引开，避开被保护元件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。当瞬时脉冲结束以后，tvs 二极管自动回覆高阻状态，整个回路进入正常电压。许多元件在承

13、受多次冲击后，其参数及性能会产生退化，而只要工作在限定范围内，二极管将不会产生损坏或退化。从以上过程可以看出，在选择tvs 二极管时，必须注意以下几个参数的选择：1. 最小击穿电压 vbr和击穿电流 i r 。 vbr 是 tvs 最小的击穿电压，在25时，低于这个电压tvs是不会产生雪崩的。当tvs 流过规定的 1ma电流(ir ) 时，加于 tvs 两极的电压为其最小击穿电压v br 。按 tvs 的 vbr与标准值的离散程度， 可把 vbr分为 5和 10两种。 对于 5的 vbr来说， v wm =0.85vbr；对于 10的 vbr来说， v wm =0.81vbr。为了满足 iec

14、61000-4-2 国际标准， tvs 二极管必须达到可以处理最小 8kv( 接触)和 15kv( 空气)的 esd 冲击，部份半导体厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的可携设备应用，设计者可以依需要挑选元件。2.最大反向漏电流 id和额定反向切断电压vwm 。 vwm 是二极管在正常状态时可承受的电压，此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压，否则二极管会不断截止回路电压；但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近，这样才不会在tvs 工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向切断电压 vwm 加于 tvs 的两极间时它处于反向切断状态，流过它的电流应小于或

15、等于其最大反向漏电流 id。tvs 二极管在电路设计中的应用页脚内容 63.最大钳位电压 vc 和最大峰值脉冲电流i pp 。 当持续时间为 20ms的脉冲峰值电流 ipp流过 tvs 时，在其两端出现的最大峰值电压为vc 。 v c 、ipp反映了 tvs 的突波抑制能力。vc与 vbr之比称为钳位因子，一般在 1.21.4之间。 vc 是二极管在截止状态提供的电压，也就是在esd 冲击状态时通过tvs 的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则元件面临被损伤的危险。4. pppm额定脉冲功率，这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。对于手持设备，一般来说500w的 tvs 就足够

16、了。最大峰值脉冲功耗pm是 tvs 能承受的最大峰值脉冲功耗值。在特定的最大钳位电压下，功耗 pm越大，其突波电流的承受能力越大。在特定的功耗pm下，钳位电压 vc 越低，其突波电流的承受能力越大。另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且，tvs 所能承受的瞬态脉冲是不重覆的，元件规定的脉冲重覆频率 (持续时间与间歇时间之比 )为 0.01 。如果电路内出现重覆性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，有可能损坏tvs 。5. 电容器量 c 。电容器量 c是由 tvs 雪崩结截面决定的，是在特定的1mhz 频率下测得的。c的大小与 tvs 的电流承受能力成正比， c太大将使讯号衰减。因此，c是数据介面电路选用tvs 的重要参数。电容器对于数据 / 讯号频率越高的回路， 二极管的电容器对电路的干扰越大， 形成噪音或衰减讯号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选元件的电容器范围。高频回路一般选择电容器应尽量小(如 lctvs、低电容器 tvs ，电容器不大于 3pf) ，而对电容器要求不高的回路电容器选择可高于40pf 。瞬态电压抑制二极管特性曲线：说明：vbr ：崩