深入全面分析TVS二极管

在电子行业中，静电放电（简称ESD）对产品的危害是极大的。特别是在干燥的冬天，有时候你的电路突然就工作不正常了，然后找原因突然发现某个元件不知所以的坏掉了。除了注意不要随意用手触摸电路板及电子元件等常规注意事项，在电路设计的时候还应该在电路入口加TVS二极管。

TVS是用来端口防护的，防止端口瞬间的电压冲击造成后级电路的损坏。有单向与双向之分，单向TVS一般应用于直流供电电路，双向TVS应用于交流供电电路。

一、工作原理

如上图，直流电路中单向TVS反向并联于电路中，当电路正常工作时，TVS 处于截止状态（高阻态），不影响电路正常工作。当电路出现异常过电压并达到TVS(雪崩)击穿电压时，TVS迅速由高电阻状态突变为低电阻状态，泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地，同时把异常过电压钳制在较低的水平，从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。当异常过电压消失后，TVS 阻值又恢复为高阻态。

二、主要参数

① Vrwm截止电压

在Vrwm下，认为TVS是不工作的，即是不导通的。要求Vrwm要大于工作电压，否则工作电压大于Vrwm会导致TVS反向漏电流增大，接近导通，或者雪崩击穿，影响正常电路工作。通常选取截止电压为工作电压的1.1~1.2倍。

② IR漏电流

漏电流，也称待机电流。对于同功率和同电压的 TVS，在 VRWM ≤10V时，双向 TVS 漏电流是单向TVS 漏电流的2倍。漏电流主要带来了功率的损耗，或者是在模拟信号中，会影响AD信号的采样值，所以TVS的漏电流越小越好。

③ VBR击穿电压

击穿电压，指在 V-I 特性曲线上，在规定的脉冲直流电流IT或接近发生雪崩的电流条件下测得 TVS 两端的电压。

④IPP峰值脉冲电流，VC钳位电压

IPP及VC是衡量TVS在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流及限制电压能力的参数。对于同型号TVS，在相同IPP下的VC越小，说明 TVS 的钳位特性越好。

TVS 钳位电压应小于后级被保护电路可承受的瞬态安全电压，VC与TVS的雪崩击穿电压及IPP都成正比。TVS的箝位电压Vc不能大于被防护电路可以承受的电压Vmax，否则会对电路造成损坏。

⑤结电容CI

结电容是TVS中的寄生电容，在高速IO端口保护需要重点关注，过大的结电容可能会影响信号的质量。所以漏电流越小越好。

三、对比ESD静电管

①作用不同，应用电路不一样

ESD的正负接在电源引脚公共端接在被保护引脚上起到释放静电的作用；TVS主要用在电源输入端起到防浪涌的作用，瞬间吸收浪涌电流，起来保护后级电路的作用。

②寄生电容不同

ESD静电二极管电容值低，一般在1--3.5PF之间；而TVS二极管的电容值却比较高。

③保护对象不同

ESD保护二极管，主要应用于板级保护；TVS二极管用于初级和次级保护。