TVS（瞬态抑制二极管）管

Posted 2021-01-30 jacklong-yin

TVS管

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瞬态抑制二极管（Transient Voltage Suppressor）简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件。当tvs管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度（亚纳秒级），将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。 tvs管有单向与双向之分，单向tvs管的特性与稳压二极管相似。

TVS管器件按极性可分为单极性和双极性两种，即单向TVS管和双向TVS管。

单向TVS管保护器件仅能对正脉冲或者负脉冲进行防护，而双向TVS管保护器件一端接要保护的线路，一端接地，无论来自反向还是来自正向的ESD脉冲均被释放，更有效地保护了IC。

 

单向TVS管的正向特性与普通稳压二极管相同，反向击穿拐点处近似“直角”的硬击穿为典型的PN结雪崩。当有瞬时过压脉冲时，器件的电流急骤增加而反向电压则上升到箝位电压值，并保持在这一水平上。

 

双向TVS管的V-I特性曲线如同两只单向TVS“背靠背”组合，其正反两个方向都具有相同的雪崩击穿特性和箝位特性，正反两面击穿电压的对称关系为0.9≤VBR(正)/VBR (反) ≤1.1。一旦加在它两端的干扰电压超过箝位电压Vc就会立刻被抑制掉。

 

直流保护一般选用单向TVS管，交流保护一般选用双向TVS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。

　　tvs单/双向区别：

　　1. 单向用在直流。双向用在交流；

　　2. 单向TVS管的特性与稳压二极管相似，双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联；

　　3. 极间电容Cj单向的比双向的大。以LRC的为例，单向的电容C有65PF，双向的只有15PF;

　　4. USB数据线上全部用的双向；

　　5. 电流曲线不同。单方向的TVS管的电路符号与普通的稳压管相同，其正向特性与普通二极管相同，反向特性为典型的PN结雪崩器件。双向二极管正反向都是典型的PN结雪崩器件。

 

TVS管工作原理：

　　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。

　　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。

　　TVS二极管可以很方便地与其它器件集成在一个芯片上，现有很多将EMI过滤和RFI防护等功能与TVS管集成在一起的器件，不但减少设计所采用的器件数目降低成本，而且也避免PCB板上布线时易诱发的伴生自感。

　　从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。 TVS的反应速度绝对比RC回路快的多，抑制反向的用单向TVS， 有交流的用双向TVS。

TVS二极管特点：

　　（1）将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。

　　（2）静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms;而一般的TTL器件，遇到超过30ms的10V脉冲时，便会导至损坏。利用TVS二极管，可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰（Crosstalk）。

　　（3）将TVS二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响

瞬态电压抑制二极管(TVS)的检测
A.用万用表测量管子的好坏对于单要极型的TVS，按照测量普通二极管的方法，可测出其正、反向电阻，一般正向电阻为4kΩ左右，反向电阻为无穷大。

对于双向极型的TVS，任意调换红、黑表笔测量其两引脚间的电阻值均应为无穷大，否则，说明管子性能不良或已经损坏。

 

B.对于反向关断电压小于10V的TVS二极管，建议选用晶体管特性图示仪检测。