TVS

　　1、特性

　　TVS管有單向與雙向之分，單向TVS管的特性與穩(wěn)壓二極管相似，雙向TVS管的特性相當(dāng)于兩個穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián)，其主要特性參數(shù)有：

　?、俜聪驍鄳B(tài)電壓(截止電壓)VRWM與反向漏電流IR：反向斷態(tài)電壓(截止電壓)VRWM表示TVS管不導(dǎo)通的最高電壓，在這個電壓下只有很小的反向漏電流IR。

　　②擊穿電壓VBR：TVS管通過規(guī)定的測試電流IT時的電壓，這是表示TVS管導(dǎo)通的標(biāo)志電壓。

　　③脈沖峰值電流IPP：TVS管允許通過的10/1000μs波的最大峰值電流（8/20μs波的峰值電流約為其5倍左右），超過這個電流值就可能造成永久性損壞。在同一個系列中，擊穿電壓越高的管子允許通過的峰值電流越小。

　?、茏畲篌槲浑妷篤C：TVS管流過脈沖峰值電流IPP時兩端所呈現(xiàn)的電壓。

　?、菝}沖峰值功率Pm：脈沖峰值功率Pm是指10/1000μs波的脈沖峰值電流IPP與最大箝位電壓VC的乘積，即Pm=IPP*VC。

　?、薹€(wěn)態(tài)功率P0：TVS管也可以作穩(wěn)壓二極管用，這時要使用穩(wěn)態(tài)功率。

　?、邩O間電容Cj：與壓敏電阻一樣，TVS管的極間電容Cj也較大，且單向的比雙向的小，功率越大的電容也越大。

　　TVS是一種二極管形式的高效能保護器件。當(dāng)TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，它能以10的負(fù)12次方秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗崭哌_(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預(yù)定值，有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。由于它具有響應(yīng)速度快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于計算機系統(tǒng)、通訊設(shè)備、交/直流電源、汽車、電子鎮(zhèn)流器、家用電器、儀器儀表（電度表），RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、數(shù)字照相機的保護、共模/差模保護、RF耦合/IC驅(qū)動接收保護、電機電磁波干擾抑制、聲頻/視頻輸入、傳感器/變速器、工控回路、繼電器、接觸器噪音的抑制等各個領(lǐng)域。

　　2、區(qū)別

　　電壓及電流的瞬態(tài)干擾是造成電子電路及設(shè)備損壞的主要原因，常給人們帶來無法估量的損失。這些干擾通常來自于電力設(shè)備的起停操作、交流電網(wǎng)的不穩(wěn)定、雷擊干擾及靜電放電等,瞬態(tài)干擾幾乎無處不在、無時不有,使人感到防不勝防。幸好,一種高效能的電路保護器件TVS的出現(xiàn)使瞬態(tài)干擾得到了有效抑制,TVS（Transient Voltage Suppressor） 或稱瞬態(tài)抑制二極管，是在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新產(chǎn)品，其電路符號和普通穩(wěn)壓二極管相同,外形也與普通二極管無異,當(dāng)TVS管兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時，它能以極高的速度（最高達(dá)1/(10^12)秒）使其阻抗驟然降低，同時吸收一個大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個預(yù)定的數(shù)值上，從而確保后面的電路元件免受瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞。如果是使用的話，TVS有二極管類，和壓敏電阻類。我個人認(rèn)為壓敏電阻類更有優(yōu)勢，目前廣泛用于手機，LCD模組，及一些比較精密的手持設(shè)備。特別是出口歐洲的產(chǎn)品一般都要加，來作為靜電防護的主要手段之一。

　　TVS和齊納穩(wěn)壓管都能用作穩(wěn)壓，但是齊納擊穿電流更小，大于10V的穩(wěn)壓只有1mA，相對來說要比齊納二極管擊穿電流要大不少，但是齊納二極管穩(wěn)壓精度可以做的比較高。

　　在電路中一般工作于反向截止?fàn)顟B(tài)，此時它不影響電路的任何功能。TVS在規(guī)定的反向應(yīng)用條件下，當(dāng)電路中由于雷電、各種電器干擾出現(xiàn)大幅度的瞬態(tài)干擾電壓或脈沖電流時，它在極短的時間內(nèi)（最高可達(dá)到1×10-12秒）迅速轉(zhuǎn)入反向?qū)顟B(tài)，并將電路的電壓箝位在所要求的安全數(shù)值上，從而有效的保護電子線路中精密元器件免受損壞。干擾脈沖過去后，TVS又轉(zhuǎn)入反向截止?fàn)顟B(tài)。由于在反向?qū)〞r，其箝位電壓低于電路中其它器件的最高耐壓，因此起到了對其它元器件的保護作用。TVS能承受的瞬時脈沖功率可達(dá)上千瓦，其箝位時間<1ns[1]。TVS根據(jù)極性可分為單向和雙向TVS。單向TVS一般適用于直流電路，雙向TVS一般適用于交流電路中。由于TVS起保護作用時動作迅速、壽命長、使用方便，因此在瞬變電壓防護領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。

　　各參數(shù)說明如下：

　　1、擊穿電壓V(BR)

　　2、最大反向脈沖峰值電流Ippm

　　3、最大反向工作電壓VRWM

　　4、最大鉗位電壓VC(max)

　　5、反向脈沖峰值功率Pppm

　　6、 電容CPP

　　7、 漏電流IR

　　3、比較

　　在電子應(yīng)用領(lǐng)域中必不可少地要對靜電放電（IEC61000-4-2）、瞬態(tài)電壓、喀啦聲（IEC61000-4-4）EFT，和浪涌電壓抗擾度（IEC61000-4-5）進行防護，從而保護電子電路的安全和可靠性，在保護領(lǐng)域中，有兩種保護元件，一個是具有雪崩特性的TVS半導(dǎo)體二極管，一個是多層壓敏電阻，為了合理使用，需對TVS和MOV進行比較，以求正確選用，達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計的優(yōu)化選擇。

　　PROTEK公司的TVS半導(dǎo)體二極管，設(shè)計有高靈敏度的N/P結(jié)，它的特性是產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，效應(yīng)與半導(dǎo)體的結(jié)面積成正比，通過控制結(jié)面積的摻雜濃度和基片的電阻率使它可以吸收大量的瞬態(tài)電流，產(chǎn)生雪崩特性，從而可控制浪涌電流的能力，是一種特殊制造工藝的高科技產(chǎn)品。

　　多層壓敏電阻是將氧化鋅材料壓入到長方形中，形成多晶粒結(jié)構(gòu)，分成多層以形成更加均勻一致的控制區(qū)，通過導(dǎo)通阻擾的變化實現(xiàn)對浪涌電流的吸收能力，是一種特殊元件。

　　雪崩擊穿二極管TVS和多層氧化鋅壓敏電阻都靠改變自身的阻擾特性來進行靜電放電，瞬態(tài)電壓和浪涌電壓的控制，而主要差異是導(dǎo)通后的阻擾，TVS有高靈敏度的N/P結(jié)進行控制，其導(dǎo)通阻擾很低，而MOV的導(dǎo)通阻擾要比TVS高出許多，從而導(dǎo)致箝位電壓、箝位比率的差異。

　　4、應(yīng)用

　　TVS主要用于對電路元件進行快速過電壓保護。它能"吸收"功率高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌信號。TVS具有體積小、功率大、響應(yīng)快、無噪聲、價格低等諸多優(yōu)點,它的應(yīng)用十分廣泛，如:家用電器；電子儀器；儀表；精密設(shè)備；計算機系統(tǒng)；通訊設(shè)備;RS232、485及 CAN等通訊端口；ISDN的保護；I/O端口；IC電路保護；音、視頻輸入；交、直流電源；電機、繼電器噪聲的抑制等各個領(lǐng)域。它可以有效地對雷電、負(fù)載開關(guān)等人為操作錯誤引起的過電壓沖擊起保護作用，下面是幾個TVS在電路應(yīng)用中的典型例子。

　　TVS用于交流電路：見圖6，這是一個雙向TVS在交流電路中的應(yīng)用,可以保護整流橋及負(fù)載中所有的元器件。圖7所示為用單向TVS并聯(lián)于整流管旁側(cè)以保護整流管不被瞬時脈沖擊穿。圖8中TVS1是一只雙向TVS管，它正負(fù)兩個方向均可"吸收"瞬時大脈沖,把電路電壓箝制到預(yù)定水平。這類雙向TVS用于交流電路是極方便的。它可以保護變壓器以后的所有電路元件。由于加上TVS1,電路保險絲容量要加大。TVS2也是一只雙向 TVS管，它可以對橋式整流器及以后的電路元件實行過電壓保護。它的Vb值及VC值應(yīng)與變壓器副邊輸出電壓相適應(yīng)。TVS3是一只單向TVS管，因為加在它上面的電壓是已整流后的直流電壓,TVS3 只保護負(fù)載不受過電壓沖擊，電路中可以根據(jù)需要使用三個TVS 管中的一只或幾只。