TVS作為現(xiàn)在最主要的保護(hù)器件之一，對電路和芯片的保護(hù)起到了重要作用。
瞬態(tài)抑制二極管，英文全稱Transient Voltage Suppressor，英文縮寫TVS。
以下是TVS的基本工作原理和特性：
一、TVS的工作原理：
關(guān)鍵詞：分流限壓
根據(jù)并聯(lián)的原理，兩個(gè)并聯(lián)電路的兩個(gè)交叉節(jié)點(diǎn)上的電壓相等。
正常情況下，TVS和被保護(hù)的電路或者芯片并聯(lián)，在不動(dòng)作的時(shí)候，阻值很大，在兩端電壓小于等于保護(hù)器件截止電壓的時(shí)候，漏電流很?。ㄒ?guī)格書定義值），基本不產(chǎn)生功率損耗，所以不影響電路正常工作。
當(dāng)TVS兩端的電壓超過擊穿電壓的時(shí)候（定義的是1mA或者10mA的電流下的電壓），TVS被判定擊穿導(dǎo)通，從高阻變成了低阻，根據(jù)歐姆定律，I=U/R，這個(gè)時(shí)候流經(jīng)TVS的電流會(huì)瞬間變大，把過壓限制在TVS的最大鉗位電壓以下，從而起到分流限壓的效果。
瞬態(tài)過壓消失后，TVS又恢復(fù)成了高阻狀態(tài)，從而達(dá)到重復(fù)保護(hù)的效果。
二、TVS的電路符號和極性：
TVS根據(jù)極性分為單向TVS和雙向TVS，電路符號和伏安特性曲線如下：
單向TVS | 雙向TVS |
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單向TVS在實(shí)際的器件外觀上的體現(xiàn)是有一條和普通二極管一樣的陰極線，雙向的則沒有陰極線如下圖所示：
單向TVS |
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單向和雙向TVS的特性和應(yīng)用選型考慮：
單向TVS：正向特性為二極管正向?qū)ㄌ匦裕驂航?.7V左右，瞬態(tài)殘壓低，反向表現(xiàn) TVS鉗位特性。
雙向TVS：正向和反向都表現(xiàn)TVS的鉗位特性。
1，從實(shí)際貼片和焊接的方便性考慮：雙向不用考慮貼片方向，單向需考慮貼片的方向。
2，從替代性考慮：正常情況下，雙向TVS可以替代單向TVS使用，因?yàn)椴挥每紤]方向，不用考慮方向的好處
是會(huì)消除因?yàn)橐恍┥a(chǎn)或者其它原因?qū)е碌目煽啃圆涣家蛩?。但是需要評估電路后端負(fù)壓耐壓。
3，從電路正常工作來選擇：雙向TVS可以適用于直流和交流電路，單向器件正常情況下只能應(yīng)用于直流電路，
否則會(huì)因?yàn)檎虺掷m(xù)導(dǎo)通而失效（如果想利用單向TVS的正向?qū)ㄌ匦裕瑏碜龇婪唇拥?，則需要考慮TVS的
正向特性）。
4，從鉗位電壓（VC）來考慮：正向脈沖的防護(hù)效果一樣，反向脈沖的防護(hù)效果單向更好。
三、常規(guī)TVS的封裝：
說明：這部分僅說明功率TVS的常用封裝，打線形式的小封裝器件統(tǒng)一放在ESD介紹。
SOD-123FL | DO-214AC/SMA | DO-214AA/SMB | DO-214AB/SMC |
尺寸—— 長：2.5-3.05mm 寬：1.38-1.97mm 高：0.8-1.4mm | 尺寸—— 長：3.99-4.7mm 寬：2.4-2.85mm 高：1.9-2.6mm | 尺寸—— 長：4.05-4.9mm 寬：3.3-3.94mm 高：2.1-2.75mm | 尺寸—— 長：6.6-7.5mm 寬：5.6-6.22mm 高：2.06-3.0mm |
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四、TVS的關(guān)鍵參數(shù)：
①，峰值脈沖功率（Ppp，Peak pulse power dissipation）：在10/1000us的純電流波下可以承受的最大功率。
說明：同功率系列的TVS，Ppp=IPP*VC，由此可以推出，相同功率系列的TVS，電壓越高，對應(yīng)的IPP就越小，這也是電壓比較高的器件防護(hù)等級不夠需要采用組合方案的原因。
②，封裝：元器件的外形尺寸。
③，極性：UNI-Polar表示單向器件，BI-Polar表示雙向器件。
④，絲?。罕硎井a(chǎn)品本體上的印字。
⑤，截止電壓（Vrwm，Reverse stand-off voltage）：安全工作電壓，器件兩端電壓小于等于截止電壓時(shí)，器件的漏電流≤規(guī)格書定義的漏電流。
說明：所以如果產(chǎn)品工作電壓超出器件截止電壓，器件兩端的漏電流就會(huì)變大，最后導(dǎo)致器件性能損傷或者直接導(dǎo)通失效。
⑥，擊穿電壓（VBR，Breakdown voltage）：觸發(fā)電壓、動(dòng)作電壓、在器件兩端電壓大于等于擊穿電壓時(shí)，判定器件被擊穿，實(shí)際是在規(guī)格書定義的測試電流IT下對應(yīng)的電壓，由于實(shí)際生產(chǎn)過程中不可能讓每顆芯片的電壓保持完全一致，所以定義了擊穿電壓的上下限范圍。
⑦，測試電流（IT，Test Current）：定義的測試器件擊穿電壓的電流。
⑧，最大鉗位電壓（VC，Maximum Clamping Voltage）：在對應(yīng)波形（正常情況下是在10/1000us的純電流波）的IPP的情況下，器件兩端的限制電壓（也叫殘壓、鉗位電壓、保護(hù)電壓等）。
⑨，峰值脈沖電流（IPP，Peak Pulse Current）：器件在對應(yīng)波形（正常情況下是10/1000us的純電流波）下的最大承受電流。
⑩，反向漏電流（IR，Reverse Leakage）：定義在器件兩端電壓為截止電壓Vrwm的時(shí)候器件的反向電流。
五、TVS的優(yōu)缺點(diǎn)：
1，TVS的優(yōu)點(diǎn)：
(1) TVS反應(yīng)速度是所有保護(hù)器件里面最快的，可以達(dá)到皮秒（ps）級別，可以有效防護(hù)浪涌、靜電、EOS等
瞬態(tài)干擾。
(2) TVS鉗位電壓精確。
(3) TVS的擊穿電壓精度高，正常在正負(fù)偏差5%以內(nèi)。
(4) TVS的漏電流相對壓敏要低很多。
(5) TVS可靠性高，工作溫度可以達(dá)到125°以上。
2，TVS的缺點(diǎn)：
(1) TVS的結(jié)電容比較大，只適用于電源口或者傳輸速率很低的信號口。
(2) 常規(guī)TVS（SOD-123FL封裝到SMC封裝）功率受到封裝限制，無法防護(hù)大等級的浪涌或者雷擊，需要采用
組合方案進(jìn)行防護(hù)。
說明：TVS主要優(yōu)點(diǎn)就是殘壓相較其它類型的保護(hù)器件較低。
六、TVS的選型考慮
底層邏輯：在不影響要保護(hù)的電路平時(shí)正常工作的情況下，還能在異常的過壓經(jīng)過的時(shí)候，把電壓降下來，達(dá)到
保護(hù)后面的電路或者芯片的目的，同時(shí)保護(hù)器件本身還不能被打壞。
分析：
1，如何實(shí)現(xiàn)在加了TVS后不影響電路正常工作？
——針對電源端口，主要會(huì)影響電路正常工作的因素是TVS的兩端的電壓和漏電流，漏電流大會(huì)導(dǎo)致電路損耗增
大，對于TVS本身來說，正常不動(dòng)作之前漏電流是很小的，但是在觸發(fā)導(dǎo)通之后，器件的反向電流會(huì)變大，持續(xù)
保持這個(gè)狀態(tài)TVS有失效的風(fēng)險(xiǎn)。
所以，針對以上考慮，TVS首先需要考慮截止電壓Vrwm的選擇，因?yàn)榻刂闺妷壕褪轻槍π缘慕o出的安全電壓的
建議，如果電路本身的工作電壓超出器件的截止電壓，那么漏電流就有可能會(huì)超出TVS規(guī)格書給出的范圍，產(chǎn)生
安全隱患。
也就是：Udc < Vrwm
——針對信號端口，正常情況下不推薦使用TVS，因?yàn)門VS的結(jié)電容是比較大的，如果信號傳輸速度比較高的話，
會(huì)影響信號的傳輸。
當(dāng)然這也不是絕對的，對于低速傳輸信號，例如傳統(tǒng)的RS485接口、RS232接口，或者一般的I/O口，在實(shí)際驗(yàn)證
的過程中，TVS的效果有時(shí)候會(huì)比其它器件效果要好，主要是因?yàn)閷τ诿}沖群性質(zhì)的連續(xù)過壓干擾，電容值大一點(diǎn)
效果可能會(huì)好一些，需要根據(jù)具體情況評估。
2，怎么實(shí)現(xiàn)異常過壓經(jīng)過TVS后，TVS可以有效保護(hù)后面的電路或芯片。
——這里主要考驗(yàn)的是TVS的鉗位電壓或殘壓，當(dāng)然，如果PCB本身畫板有問題的話，加保護(hù)器件效果也不好。
這里需要評估后端本身的常態(tài)耐壓和瞬態(tài)耐壓，現(xiàn)在國產(chǎn)的芯片很多由于降本因素對于耐壓這一塊做出了取舍，
所以對保護(hù)器件的要求是更高的。
所以之前正常選型的話，直接選一個(gè)器件截止電壓比工作電壓高的常用的器件就可以了，測試一般也沒什么問題，
現(xiàn)在有些后端芯片耐壓低的還需要專門考慮殘壓這個(gè)因素。
另外一點(diǎn)需要考慮的就是單雙向的問題了，有些芯片反向的耐壓比較低，用雙向的TVS實(shí)際測試負(fù)壓的時(shí)候還是會(huì)
把芯片打壞，這個(gè)時(shí)候可以考慮用單向器件做保護(hù)。
3，TVS自身不能被打壞。
——這點(diǎn)主要考慮的是TVS本身能不能扛得住外界傳進(jìn)來的干擾的沖擊，扛不住，TVS自己就掛了，扛住了，后面
還不壞，就實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的目的。
所以外界傳進(jìn)來的干擾這里其實(shí)分成兩種類型，一種是根據(jù)客戶的需求或者行業(yè)要求，要通過的標(biāo)準(zhǔn)等級，另一種
就是實(shí)際用在什么環(huán)境里面，考慮的是實(shí)際會(huì)產(chǎn)生多大的浪涌的等級，根據(jù)這個(gè)等級來選對應(yīng)的器件。
3，其它考慮。
還有一點(diǎn)很多朋友在選型的時(shí)候可能也會(huì)忽略，就是你這個(gè)電路本身有沒有錯(cuò)接或者反接的可能性，或者標(biāo)準(zhǔn)對錯(cuò)
接或者反接有要求，那么需要考慮到錯(cuò)接的最高電壓不能讓TVS被導(dǎo)通失效或者需要TVS配合過流元器件一起搭配
使用。
