TVS管具有超快速响应速度（皮秒级）、低箝位电压和较大浪涌电流吸收能力等特点，广泛应用于二级电源和信号电路的保护和防静电，保护半导体及敏感器件如IC、MOS管等敏感元器件。

概述

TVS管——硅瞬态电压抑制二极管

TVS管是电子电路中抑制瞬态干扰的常用电子元件

关于瞬态干扰

瞬态干扰——短暂的高能量脉冲，时间很短幅值很大的电磁干扰。

常见瞬态干扰

瞬态干扰会在电路中产生瞬态过电压

瞬态干扰产生的瞬态过电压会危害电子设备，要想办法消除或抑制。

良好的电子设计应使电子设备/电路具备抗瞬态干扰能力，包括：

抗浪涌（Surge）

抗静电放电（ESD - Electro-Static Discharge）

抗电快速瞬态脉冲（EFT - Electrical Fast Transients）

常用瞬态干扰抑制元件

气体放电管（GDT）

固体放电管（TSS）

金属氧化物压敏电阻（MOV）

硅瞬态电压抑制器（TVS管）

以上各种瞬态干扰抑制元件在性能上各有差异和优缺点，如能量吸收能力强的气体放电管反应速度却很慢，TVS管吸收能力比较弱但反应速度却相当快。

TVS管在电子电路的精密保护中被广泛应用。

TVS管种类

表面贴装型

引线型

阵列型

TVS管原理与结构

TVS管是一种二极管形式的器件 ,有双向和单向两种

核心结构

TVS管与常规硅稳压二极管原理相同，利用PN结反向击穿“雪崩效应”稳定电压。

TVS管的电气特性由晶片基本性能、P-N结面积和掺杂浓度决定的。与稳压管比，TVS管在结构上有如下特点：

(1) 有较大的结面积，以提高通流能力。 
(2) 以钨钼等特殊材料制成散热片，利于元件吸收较大的瞬态功率 
((3) 寄生电容较大，高频使用受限制，或需串联其他元件解决。

TVS管性能特点

TVS管受到瞬态高能量冲击时，两极间高阻抗快速变为低阻抗，把干扰能量导地，从而有效的保护电路中其他元器件免受浪涌脉冲的损坏。

TVS管伏安曲线

单向型TVS管伏安曲线

单向TVS管有极性，一般适用于直流电路

双向型TVS管伏安曲线

双向TVS管无极性，但制造成本高，一般交流电路中采用。

TVS管对瞬态电压响应波形图

贴片TVS管主要参数

体积尺寸

TVS管体积与额定峰值功率相关，功率越大，体积越大。

贴片TVS管长-宽-厚及范围值

额定直流工作电压VR

VR是TVS管击穿之前的临界电压。在额定温度范围，只要外加电压不大于VR，TVS管就会保持开路状态。

常规TVS管VR范围：5.0~450 （V）

击穿电压VBR

VBR是指在规定恒流IT（1 mA）下测试，TVS两端的电压值。 VBR > VR 一般地，VBR ≈ 1.18*VR

例如额定电压 VR=12V时击穿电压 VBR=1.18*12V=14.16V

箝位电压VC

当TVS管中通过额定峰值大电流 IPP（0.5~500A不等）时，测得管子两端的电压。 VC > VBR > VR 一般地 VC ≈ 1.38VBR ≈ 1.62 VR

例如，当VBR=14.16V 时 VC=1.38*14.16=19.54V

TVS管能够始终把被保护的器件或设备的端口电压限制在VBR～VC范围值内。

脉冲峰值电流Ipp

TVS管允许能通过电流（波形10/1000μs）的最大值，如电流再增大，管子会被烧坏。

同规格TVS，额定脉动峰值电流不同，常规范围0.5A～500A。

脉冲峰值功率Ppp

在额定峰值电流波（10/1000μs）下，TVS管脉冲峰值功率:Ppp = VC * Ipp Ppp与Ipp是正比关系

TVS管10/1000μs波脉冲峰值功率范围一般为：400W～30KW，贴片TVS管常规标称值有：400W、500W、600W、1000W、1500W、5KW。功率越大制造成本越高。

脉冲峰值功率与脉冲波宽度和环境温度有关

电路设计时,应估算可能发生的最大瞬态功率，选择匹配TVS管脉冲功率，并据实际波形参考峰值脉冲功率对脉冲宽度关系图进行合理选型。

电路设计时,应估算可能发生的最大瞬态功率，选择匹配TVS管脉冲功率，并据实际波形参考峰值脉冲功率对脉冲宽度关系图进行合理选型。

漏电流IR

在TVS管两端施加额定直流工作电压VR时，测得通过TVS管的电流值。

由于漏电流IR主要受PN结厚度的影响，PN结越薄漏电流越大，所以： VR<10V时，IR>100μA； VR>10V时，IR<5μA； 即低工作电压的TVS管，漏电流可能会很大。

单向TVS管顺向压降VF

对单向二极管，存在顺向压降。一般以额定的正弦波电流通过半个周波的压降表示，VF<3.5V。

电容量CP

电容量来源于PN结，属寄生性质的参数，大小由结面积决定，100~10000pF不等,并与外加偏置电压显著相关。

相同电压的TVS管，单向管的静电容量大些；加上工作电压后，TVS管的电容量会大幅度下降。

TVS管的使用

并联接地

TVS管在电路中常处截止高阻态，不影响电路的任何功能。

当电路中出现瞬态干扰电压时，它以皮秒级速度转入导通状态，将电压箝制在安全数值，有效稳定电路或保护精密元器件免受损坏。

干扰脉冲过去后，TVS管又转入截止高阻状态。

TVS管还可以这样使用：

.TVS管的电流吸收能力相对较弱，在小电流负载保护电路中可串联一个电阻，限制流入TVS管的浪涌电流。

.对高频电路的保护，为规避寄生电容的负面影响，可通过串联一个具有较小电容量的快速二极管解决。

.TVS管可通过串联提高使用电压。

选用TVS管注意事项

1、根据电路极性需要，结合成本，选用单向管还是双向管。

2、TVS管的最大钳位电压应低于受保护元件或电路的击穿耐电压。

3、TVS管不适合通过并联提高使用峰值功率，因为如一个过载损坏，会全部逐个损坏。