瞬态抑制二极管工作原理及选型应用
TVS工作原理及选型要点
TVS瞬态电压抑制二极管原理及选型要点瞬态抑制二极管(TVS)又叫钳位型二极管，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纳秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。
TVS 允许的正向浪涌电流在TA＝250C，T＝10ms条件下，可达50～200A。
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。
下面以SMBJ22A为例：TVS器件的主要参数详解（1） VRWM ：Working peak reverse voltage为了便于选型，此参数对应电路正常工作电压，即电路正常工作电压为22V及以下时，选择VRWM 为22V的管子。
也就是说，VRWM可以大于等于正常工作电压，但为了起到更好的保护目的，不要大得太多，需要综合考虑VBR参数和其他参数。
否则可能当电路输入电压远大于后级被保护电路（如DC-DC 等）的极限损坏电压时，TVS仍不动作，起不到保护作用。
TVS管在这个电压时不工作，但需考虑IR@VRWM指标，指的是在该电压下的静态电流，此电流在电路正常工作时使TVS管发热，造成功耗损失，选型时值越小越好。
（2） 击穿电压VBR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。
此参数有最小值和最大值，代表TVS动作电压区间，SMBJ22A在24.4-28V之间的任意电压工作都是符合要求的，如1个SMBJ22A管子实际动作电压为25V，那么也在这个区间，其输出电压会钳位在25V，而不会高于25V。
瞬态抑制二极管的作用原理
瞬态抑制二极管的作用原理瞬态抑制二极管（Transient Voltage Suppression Diode，TVS）是一种主要用于保护电子设备免受过电压/电流影响的器件。
TVS 是以二极管的形式制造的，它能够在信号线路中对过电压进行保护，同时在达到某个电压时导通，将过电压限制在一个安全范围内。
TVS 的原理非常简单，但其功效却十分显著，因此被广泛应用于各种类型的电子设备中。
TVS 的作用原理：在电路中使用 TVS 的主要目的是保护电路免受过电压的影响。
因为许多电子设备只能工作在一个特定的电压范围内，一旦电压超出这个范围，就会导致电子设备受损或者失效。
过电压的出现可能是由于闪电、静电放电、电源瞬间变化或其他突发事件导致的。
针对这些情况，TVS 可以提供及时的保护。
TVS 之所以能够保护电路免受过电压的影响，在于其内部具有两种不同的工作方式：反向击穿和顺向限流。
1. 反向击穿当电路中的电压达到 TVS 的反向击穿电压时，TVS 将以正常的方向导通，将电路中的电流引至地线，从而将电路免受电压过高的影响。
在这种情况下，TVS 的内部元件将发生快速击穿，内部电路瞬间变为导体，从而将电路中的电压降低到安全范围内。
当电压回到正常工作电压范围内时，TVS 将自动恢复其原有的状态。
2. 顺向限流在过电压的情况下，当电路中的电压超过 TVS 的顺向电压时，TVS 将开始限流，阻止电流进入电路。
这种限流效应是通过 TVS 的 PN 结构实现的。
PN 结的两个端点之间是独立的，当一个端点的电压达到电路中电压的顺向电压时，该端点将变为导体，允许电流流过。
这样，顺向限流器就起到了限制电流的作用。
优点：1. TVS 是一种电容稳定性好、响应速度快的器件。
2. TVS 可以快速响应过电压，能够迅速将过电压限减到安全范围内。
3. TVS 可以快速恢复到正常状态，其具有自愈性能。
4. TVS 具有坚固性和可靠性，其寿命长，抗干扰能力强。
TVS瞬态电压抑制二极管(钳位二极管)原理参数
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正向浪涌电流在TA＝250C，T＝10ms条件下，可达50～200A。
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、4~200mA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、M P3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、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。
瞬态抑制二极管
瞬态抑制二极管一、工作原理瞬态抑制二极管（Transient Voltage Suppression Diode，简称TVS二极管）是一种特殊的二极管，其工作原理基于反向击穿效应。
当工作电压高于二极管的击穿电压时，电压快速上升，使二极管发生击穿并形成短路，从而将过电压导向地或其他引线。
通过这种方式，它可以将过电压引导到一个安全的电平，从而保护其他部件免受电压过高的损害。
二、特性1. 反应速度快：瞬态抑制二极管响应速度非常快，可以在纳秒级别完成击穿操作，从而能够迅速抑制电路中的过电压。
2. 高击穿电压：瞬态抑制二极管的击穿电压通常较高，能够承受较大的电压冲击而不受损坏。
这使得它成为电路保护的理想选择。
3. 低泄漏电流：瞬态抑制二极管的泄漏电流通常很小，在正常工作条件下几乎可以忽略不计。
这有助于减少功耗并提高电路的效率。
4. 大电流承受能力：瞬态抑制二极管能够承受较大的电流冲击，从而保护电路中的其他元器件免受过电流损害。
5. 长寿命：由于瞬态抑制二极管一般工作在击穿电压以下的电压范围内，因此其寿命较长，可靠性较高。
三、应用案例瞬态抑制二极管在电子行业有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用案例：1. 电源保护：在电源电路中，瞬态抑制二极管被用来保护负载设备免受电压突波和瞬态电压的影响。
它能够将高电压引导到地线，从而保护电路中的其他元件。
2. 通信设备保护：瞬态抑制二极管可以用于保护通信设备中的电子元器件免受雷击和电磁干扰的影响。
当突发电压超过设备工作范围时，TVS二极管能迅速击穿，吸收过电压，保护设备正常工作。
3. 汽车电子系统：汽车电子系统需要抵抗来自电磁干扰和电压峰值的损害。
瞬态抑制二极管被广泛应用于汽车电子设备中，以保护各种电子元器件，如发动机控制单元(ECU)、电动机驱动器和GPS设备。
4. 工业控制系统：工业控制系统的稳定性和可靠性对生产过程至关重要。
瞬态抑制二极管可用于保护各种工业控制设备免受电压干扰和突发电压冲击。
瞬态抑制二极管工作原理及选型应用---文本资料
瞬态抑制二极管工作原理及选型应用Socay （Sylvia）1、产品简述瞬态电压抑制器（TransientVoltageSuppressor）简称TVS管，TVS管的电气特性是由P-N结面积、掺杂浓度及晶片阻质决定的。
其耐突波电流的能力与其P-N结面积成正比。
TVS广泛应用于半导体及敏感器件的保护，通常用于二级电源和信号电路的保护，以及防静电等。
其特点为反应速度快(为ps级)，体积小，脉冲功率较大，箝位电压低等。
其10/1000μs波脉冲功率从400W～30KW，脉冲峰值电流从0.52A～544A；击穿电压有从6.8V～550V的系列值，便于各种不同电压的电路使用。
2、工作原理器件并联于电路中，当电路正常工作时，它处于截止状态（高阻态），不影响线路正常工作，当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，它迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径，同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护被保护IC或线路；当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作。
3、特性曲线4、主要特性参数①反向断态电压(截止电压)VRWM与反向漏电流IR：反向断态电压(截止电压)VRWM 表示TVS管不导通的最高电压，在这个电压下只有很小的反向漏电流IR。
②击穿电压VBR：TVS管通过规定的测试电流IT时的电压，这是表示TVS管导通的标志电压（P4SMA、P6SMB、1.5SMC、P4KE、P6KE、1.5KE系列型号中的数字就是击穿电压的标称值，其它系列的数字是反向断态电压值）。
TVS管的击穿电压有±5%的误差范围（不带“A”的为±10%）。
③脉冲峰值电流IPP：TVS管允许通过的10/1000μs波的最大峰值电流（8/20μs 波的峰值电流约为其5倍左右），超过这个电流值就可能造成永久性损坏。
在同一个系列中，击穿电压越高的管子允许通过的峰值电流越小。
④最大箝位电压VC：TVS管流过脉冲峰值电流IPP时两端所呈现的电压。
TVS管的工作原理及如何选型
TVS管的工作原理及如何选型TVS管，即暂态电压抑制二极管（Transient Voltage Suppressor），是一种用于抑制电路中瞬态电压过高的半导体器件。
它能够在电路中迅速响应瞬态过电压，将过电压的能量吸收，并将电路的电压维持在一个安全范围内，保护电路中的其他器件。
工作原理：TVS管的工作基于Zener效应，利用其具有的压电效应将过电压吸收。
当电路中出现超过TVS管额定工作电压的瞬态过电压时，TVS管反向击穿，形成由电流流过的低阻态，将过电压吸收并将电路电压维持在可控的范围内。
当过电压消失后，TVS管通过较大的电阻再次恢复到堵塞状态。
选型：确定TVS管的选型，需要考虑以下几个关键参数：1.额定工作电压（Vr）：这是TVS管在正向电压下的稳态电压，决定了TVS管能承受的最大正向电压。
选型时应确保所选TVS管的额定工作电压高于电路的最高工作电压。
2. 峰值脉冲电流（Ipp）：这是TVS管能够承受的最大峰值脉冲电流。
在选型时，应确保所选TVS管的峰值脉冲电流高于电路中可能出现的最大峰值脉冲电流。
3.静态电流（It）：这是TVS管在额定工作电压下的静态电流，也称为保持电流。
选型时应确保所选TVS管的静态电流能够满足电路要求。
4. 反向击穿电压（Vbr）：这是TVS管在反向击穿时的电压。
选型时应确保所选TVS管的反向击穿电压高于电路中可能出现的最高反向电压。
5. 响应时间（Trr）：这是TVS管从击穿到恢复到保持电流状态所需的时间。
较短的响应时间有助于更快地保护电路。
6.功耗：这是TVS管在保持电流下消耗的功率，通常以瓦特（W）为单位。
选型时应考虑TVS管的功耗是否符合电路的要求。
7.封装类型：根据具体应用的要求选择合适的封装类型，如SMB、SMD、DO-214、DO-15等。
除了以上关键参数外，还需要根据电路的特性和需求来选择合适的TVS管。
同时，还应考虑TVS管的质量可靠性、温度特性以及成本等因素。
瞬态电压抑制二极管工作原理
瞬态电压抑制二极管工作原理1. 什么是瞬态电压抑制二极管？瞬态电压抑制二极管，简称TVS二极管，听起来是不是有点高大上？但别怕，其实它的原理简单得像喝水一样！这玩意儿主要是用来保护电路不受突发电压冲击的影响。
想象一下，你正在静静地看电视，突然外面打雷，电压一下子上升，如果没有这个小家伙，电器可能就会“罢工”，但有了它，就像多了个保护罩，轻松帮你挡住了那些不速之客。
1.1 TVS二极管的基本构造说到构造，TVS二极管看起来其实也不复杂。
它基本上就是一个二极管，但设计得特别精巧。
它能在电压超过某个阈值的时候，快速导通，把多余的电压“引流”出去，简直就是个电压的小管家！就像你家里有个智多星的保安，知道什么时候该出手，轻松化解麻烦。
1.2 工作原理那么，它到底是怎么工作的呢？想象一下，一个瞬间的电压激增就像一场突如其来的暴风雨，TVS二极管就在这个关键时刻，敏锐地察觉到异常，立马像冲锋队员一样，打开通道，把电压引导到地面。
电流通过它的时候，它会自动降低电压，就像是给电路装上了一个“稳压器”，不让它们“抖动”。
这一过程就快得像闪电，简直不让人反应的时间。
2. 应用场景2.1 电子设备保护那TVS二极管在哪些地方常见呢？其实，几乎所有的电子设备都离不开它。
无论是手机、电脑还是家里的各种电器，TVS二极管都默默地在其中扮演着保护者的角色。
尤其是在雷电天气或者电源波动的情况下，有了它，电器才会像吃了定心丸一样，安稳得多。
2.2 工业与汽车领域不仅仅是家用电器，在工业和汽车领域，TVS二极管也经常出现在保护电路的名单上。
比如在汽车的电气系统中，突然的电压波动可能会影响到发动机、导航系统等关键部分，有了TVS二极管的保护，车主们才能安心开车，不用担心“抛锚”的尴尬。
真是“稳得一逼”！3. 如何选择合适的TVS二极管？3.1 根据电压规格选择TVS二极管的时候，可得谨慎哦！首先得看电压规格，要确保它能承受你电路的正常工作电压。
瞬态抑制二极管在电源电路中的应用
瞬态抑制二极管在电源电路中的应用
瞬态抑制二极管，简称TVS二极管，是一种用于电源电路中保护电子设备的重要元件。
它能防止电路中的过电压损坏电子设备，对于电子设备的可靠性和稳定性有着重要的作用。
电子设备在运行过程中，可能会遭遇各种不同的过电压干扰，如雷击、电磁干扰、电压突波等。
这些干扰可能会导致电路中的元器件受损，甚至造成电子设备的损毁。
因此，在电源电路中添加TVS二极管是非常必要的。
TVS二极管的原理是利用PN结的反向击穿特性，当电路中出现过电压时，它会迅速导通，将过电压引入地线，从而保护其它元件不被过电压破坏。
TVS二极管通常安装在电路的输入端，作为电路保护的第一道防线。
TVS二极管的使用方法比较简单，只需将它按正确极性安装在电路中即可。
但是在使用过程中，需要注意以下几点：
1. TVS二极管的额定电压应该比电路中最高电压高一定的余量，以确保电路中出现过电压时，TVS二极管能够正常工作。
2. TVS二极管的电容特性较强，会对电路中高频信号产生影响。
因此，在设计电路时，需要根据实际情况选择合适的TVS二极管。
3. TVS二极管的寿命有限，当它经历了多次过电压击穿后，就会失
去保护作用，需要及时更换。
在电源电路中，TVS二极管通常与其它保护元件一起使用，如保险丝、熔断器等，形成完整的保护系统。
这样可以确保电子设备在各种干扰情况下能够正常工作，保障电子设备的可靠性和稳定性。
TVS二极管在电源电路中的应用非常重要，它能够有效防止电路中的过电压损坏电子设备。
在实际应用中，需要合理选择、安装和维护TVS二极管，以确保电子设备的稳定工作。
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瞬态抑制二极管工作原理及选型应用
Socay （Sylvia）
1、产品简述
瞬态电压抑制器（TransientVoltageSuppressor）简称TVS管，TVS管的电气特性是由P-N结面积、掺杂浓度及晶片阻质决定的。
其耐突波电流的能力与其P-N结面积成正比。
TVS广泛应用于半导体及敏感器件的保护，通常用于二级电源和信号电路的保护，以及防静电等。
其特点为反应速度快(为ps级)，体积小，脉冲功率较大，箝位电压低等。
其10/1000μs波脉冲功率从400W～30KW，脉冲峰值电流从0.52A～544A；击穿电压有从6.8V～550V的系列值，便于各种不同电压的电路使用。
2、工作原理
器件并联于电路中，当电路正常工作时，它处于截止状态（高阻态），不影响线路正常工作，当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，它迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径，同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护被保护IC或线路；当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作。
3、特性曲线
4、主要特性参数
①反向断态电压(截止电压)VRWM与反向漏电流IR：反向断态电压(截止电压)VRWM 表示TVS管不导通的最高电压，在这个电压下只有很小的反向漏电流IR。
②击穿电压VBR：TVS管通过规定的测试电流IT时的电压，这是表示TVS管导通的标志电压（P4SMA、P6SMB、1.5SMC、P4KE、P6KE、1.5KE系列型号中的数字就是击穿电压的标称值，其它系列的数字是反向断态电压值）。
TVS管的击穿电压有±5%的误差范围（不带“A”的为±10%）。
③脉冲峰值电流IPP：TVS管允许通过的10/1000μs波的最大峰值电流（8/20μs 波的峰值电流约为其5倍左右），超过这个电流值就可能造成永久性损坏。
在同一个系列中，击穿电压越高的管子允许通过的峰值电流越小。
④最大箝位电压VC：TVS管流过脉冲峰值电流IPP时两端所呈现的电压。
⑤脉冲峰值功率Pm：脉冲峰值功率Pm是指10/1000μs波的脉冲峰值电流IPP 与最大箝位电压VC的乘积，即Pm=IPP*VC。
5、命名规则
6、封装及分类
贴片型：
①DO-214AC/SMA：SMAJ(400W)P4SMA(400W)
②DO-214AA/SMB：SMBJ(600W)P6SMB(600W）
③DO-214AB/SMC：SMCJ(1.5KW)SMDJ(3KW)1.5SMC(1.5KW)5.0SMDJ(5KW)
引线型：
①DO-201AL/DO-41：P4KE(400W)
②DO-204AC/DO-15：P6KE(600W)SA(500W)SAC(500W，50pF，±10%)
③DO-201AE：1.5KE(1.5KW)LCE(1.5KW，100pF)
④P600：3KP(3KW)5KP(5KW)15KPA(KW)20KPA(20KW)30KPA(30KW)
它的封装形式有贴片型与轴向引线型两大类。
备注：
①红色字体的系列表示其命名中后面的数值表示击穿电压，其他系列表示的是截止电压。
②蓝色字体是TVS管的两个低电容系列，括号内表示其瞬态功率及电容值，其中SAC系列中的±10%表示其截止电压的精度，其他系列的都为±5%。
7、产品特点
优点:
①响应速度特别快（为ps级）
②击穿电压有从6.8V～550V的系列
③钳制电压比较准确
缺点:
①结电容比较大（十几pF~几百nF）
②通流量小（0.52~544A）
8、选型与应用
①TVS管使用时，一般并联在被保护电路上。
为了限制流过TVS管的电流不超过管子允许通过的峰值电流IPP，应在线路上串联限流元件，如电阻、自恢复保险丝、
电感等。
②击穿电压VBR的选择：TVS管的击穿电压应根据线路最高工作电压UM按公式：VBRmin≥1.2 UM 或VRWM ≥1.1 UM 选择。
交流：UM=1.414Uac,如，对于220V的交流电，其UM=1.414*220=311（V）；直流：UM=Udc
使用指导：
①脉冲峰值电流IPP和最大箝位电压VC的选择：当TVS管单独使用时，要根据线路上可能出现的最大浪涌电流来选择IPP合适的型号。
当TVS管作为第二级保护时，一般用500W～600W的就可以了。
要注意的是，此时的最大箝位电压VC应不大于被保护设备所能耐受的最大浪涌电压（安全电压）。
②用于信号传输电路保护时，一定要注意所传输信号的频率或传输速率。
信号频率（传输速率）≥10MHz（Mb/s）时，Cj应≤60pF；信号频率（传输速率）≥100MHz （Mb/s）时，Cj应≤20pF。
当信号频率或传输速率较高时，应选用低电容系列的管子。
当低电容系列仍满足不了要求时，就应把TVS管接到快速恢复二极管组成的桥路中，以降低总的等效电容，提高传输信号频率。
如下图所示的电路，最高传输频率可达20MHz以上。
•TVS1对整个电路（包括变压器）进行保护。
•TVS2对其后的电路（除变压器外的整个电路）提供高度的保护。
由于变压器的物理性质有如一个大的串联电阻，当受到浪涌冲击时，断路的机会很少。
•TVS3对负载提供全面的保护。
在此采用的是成本较低的单极TVS二极管。
若电路中只采用TVS3，电桥因没有TVS的保护，电桥应采用较高电压及电流比值的器件，以防止损坏。