TVS二极管选型指南

一、选用指南

1 、首先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 的额定反向关断电压 V_WM 应大于或等于被保护电路的最大工作电压，若选用的 V_WM 太低，器件有可能进入雪崩状态或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。
3 、
TVS 的最大箝位电压 V_C 应小于被保护电路的损坏电压。
4 、
TVS 的最大峰值脉冲功率 PW 必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。
5 、
在确定了 TVS 的最大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
6 、
对于数据接口电路的保护，必须注意选取尽可能小的电容值 C 的 TVS 器件。
7 、
带 A 的 TVS 二极管比不带 A 的 TVS 二极管的离散性要好，在 TVS 二极管 A 前面加 C 的型号表示双向 TVS 二极管。
8 、
直流保护一般选用单向 TVS 二极管，交流保护一般选用双向 TVS 二极管，多路保护选用 TVS 阵列器件，大功率保护选用 TVS 专用保护模块。特殊情况，如： RS-485 和 RS-232 保护可选用双向 TVS 二极管或 TVS 阵列。
9 、
TVS 二极管可以在 -55 ℃ 到 +150 ℃ 之间工作，如果需要 TVS 在一个变化的温度下工作，由于其反向漏电流 ID 是随温度的增加而增大；功耗随 TVS 结温度增加而下降，故在选用 TVS 时应考虑温度变化对其特性的影响。
10 、 TVS 二极管可以串 / 并应用，串行连接分电压，并行连接分电流。但考虑到 TVS 的离散性，使用时应尽可能的减少串 / 并数量。
二、注解
1 、 V_WM — 是 TVS 最大连续工作的直流或脉冲电压，当这个反向电压加于 TVS 两极时，它处于反向关断状态，流过它的电流小于或等于其最大反向漏电流 I_D 。
2 、 V_BR — 是 TVS 最小的雪崩电压。 25 ℃ 时，在这个电压之前，保护 TVS 是不导通的。当 TVS 流过规定的 1mA 电流 I_R 时，加于 TVS 两极间的电压为其最小击穿电压 V_BR 。
3 、 I_T —-- 测试电流。
4 、 I_D —-- 反向漏电流。
5 、 V_C — 当持续时间为 20us 的脉冲峰值电流 I_PP 流过 TVS 时，其两极间出现的最大峰值电压为 V_C 。它是串联电阻和热温升两者电压上升的组合。
6 、 I_PP — 最大的峰值脉冲电流。
7 、 C---- 电容值（ pF ）。在收 / 发的总线接口电路里，选取电容值小的 TVS 器件尤为有利。

二、 TVS 相关参数及选型

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 是不会发生雪崩的。当 TVS 流过规定的 1mA 电流 (I_R ) 时，加于 TVS 两极的电压为其最小击穿电压 V_BR 。按 TVS 的 V_BR 与标准值的离散程度，可把 V_BR 分为 5% 和 10% 两种。对于 5% 的 V_BR 来说， V_WM =0.85VBR ；对于 10% 的 V_BR 来说， V_WM =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 V_WM 。 V_WM 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 V_WM 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 V_C 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 I_PP 流过 TVS 时，在其两端出现的最大峰值电压为 V_C 。 V_C 、 I_PP 反映了 TVS 的浪涌抑制能力。 V_C 与 VBR 之比称为箝位因子，一般在 1.2~1.4 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. P_ppm 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 P_M 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 P_M 越大，其浪涌电流的承受能力越大。在给定的功耗 P_M 下，箝位电压 V_C 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 。

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