概述瞬態電壓抑制二極體TVS（Transient Voltage Suppressor），是一種具有雙向穩壓特性和雙向負阻特性的過壓保護器件，類似於壓敏電阻器。它套用於各種交流及直流電源電路中，用來抑制瞬間過電壓。當被保護電路瞬間出現浪涌脈衝電壓時，雙向擊穿二極體能迅速齊納擊穿，由高阻狀態變為低阻狀態，對浪涌電壓進行分流和箝位，從而保護電路中各元件不被瞬間浪涌脈衝電壓損壞。
基本介紹
- 中文名：瞬態電壓抑制管
- 外文名：瞬態電壓抑制管
- 貼片型：有：SMAJ（400W）、
- 套用於：各種交流及直流電源電路
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特點
回響速度特別快（為ps級）；耐浪涌衝擊能力較放電管和壓敏電阻差，其10/1000μs波脈衝功率從 400W～30KW，脈衝峰值電流從0.52A～544A；擊穿電壓有從6.8V～550V的系列值，便於各種不同電壓的電路使用。它的封裝形式有軸向引線型與貼片型兩大類。貼片型有：SMAJ（400W）、SMBJ（600W）、SMCJ（1.5kW）、SMDJ（3kW）系列，軸向引線型有：P4KE （400W）、SA（500W）、P6KE（600W）、1.5KE(1.5kW)、3KP（3kW）、5KP（5kW）、15KPA（15kW）、 20KPA（20kW）、30KPA（30kW）系列和低電容的SAC（500W，50 pF）、LCE（1.5kW，100pF）系列。此外，還有BZW04（400W）系列玻璃鈍化結TVS管。
特性
TVS管有單向與雙向之分（單向的型號後面的字母為“A”，雙向的為“CA”），單向TVS管的特性與穩壓二極體相似，雙向TVS管的特性相當於兩個穩壓二極體反向串聯，特性曲線見下圖。其主要特性參數有：
①反向斷態電壓(截止電壓)VRWM與反向漏電流IR：反向斷態電壓(截止電壓)VRWM表示TVS管不導通的最高電壓，在這個電壓下只有很小的反向漏電流IR。
② 擊穿電壓VBR：TVS管通過規定的測試電流IT時的電壓，這是表示TVS管導通的標誌電壓（P4KE、P6KE、1.5KE系列型號中的數字就是擊穿電壓的標稱值，其它系列的數字是反向斷態電壓值）。TVS管的擊穿電壓有±5%的誤差範圍（不帶“A”的為±10%）。
③脈衝峰值電流IPP：TVS管允許通過的10/1000μs波的最大峰值電流（8/20μs波的峰值電流約為其5倍左右），超過這個電流值就可能造成永久性損壞。在同一個系列中，擊穿電壓越高的管子允許通過的峰值電流越小。
④最大箝位電壓VC：TVS管流過脈衝峰值電流IPP時兩端所呈現的電壓。
⑤脈衝峰值功率Pm：脈衝峰值功率Pm是指10/1000μs波的脈衝峰值電流IPP與最大箝位電壓VC的乘積，即Pm=IPP*VC。
⑥穩態功率P0：TVS管也可以作穩壓二極體用，這時要使用穩態功率。其各系列的穩態功率見下表：
脈衝峰值功率Pm 400W 500W 600W 1500W 3000W
穩態功率P0 1W 3W 5W 6.5W 8W
⑦極間電容Cj：與壓敏電阻一樣，TVS管的極間電容Cj也較大，且單向的比雙向的大，功率越大的電容也越大。
3、使用指導：
①TVS管使用時，一般並聯在被保護電路上。為了限制流過TVS管的電流不超過管子允許通過的峰值電流IPP，應線上路上串聯限流元件，如電阻、自恢復保險絲、電感等。
②擊穿電壓VBR的選擇：TVS管的擊穿電壓應根據線路最高工作電壓UM按公式：VBRmin≥1.2 UM 或 VRWM ≥1.1 UM 選擇。
③ 脈衝峰值電流IPP和最大箝位電壓VC的選擇：當TVS管單獨使用時，要根據線路上可能出現的最大浪涌電流來選擇IPP合適的型號。當TVS管作為第二級保護時，一般用500W～600W的就可以了。要注意的是，此時的最大箝位電壓VC應不大於被保護設備所能耐受的最大浪涌電壓（安全電壓）。
④ 用於信號傳輸電路保護時，一定要注意所傳輸信號的頻率或傳輸速率。信號頻率（傳輸速率）≥10MHz（Mb/s）時，Cj應≤60pF；信號頻率（傳輸速率）≥100MHz（Mb/s）時，Cj應≤20pF。當信號頻率或傳輸速率較高時，應選用低電容系列的管子。當低電容系列仍滿足不了要求時，就應把 TVS管接到快速恢復二極體組成的橋路中，以降低總的等效電容，提高傳輸信號頻率。最高傳輸頻率可達20MHz以上。
瞬態電壓抑制二極體
瞬態電壓抑制二極體也稱為TVS二極體，是一種保護用的電子零件，可以保護電器設備不受導線引入的電壓尖峰破壞。
說明
TVS二極體會和要保護的電路並聯。當其電壓超過突崩潰準位時，直接分流過多的電流。TVS二極體是箝位器，會抑制超過其崩潰電壓的過高電壓。當過電壓消失時，TVS二極體會自動復歸，而其吸收的能量比類似額定的撬棒電路要大很多。
TVS二極體有單向的及雙向的。單向的TVS二極體在順向操作時類似整流子，但在其設計允許承受很大的峰值電流，1.5KE系列的瞬間功率可以到1500 W。
雙向的TVS二極體可以視為是二個極性相反的雪崩二極體相串聯，再和要保護的電路並聯。雖然在電路中會標示為二個二極體，不過實際元件是將二個二極體封裝在同一個包裝中。
TVS二極體過電壓反應的速度會比其他的過電壓保護元件（例如壓敏電阻或是氣體放電管）要快。實際的箝位大約只有一皮秒，但因為實際電路中導線存在電感，因此保護元件需容許較長時間的大電壓。因此TVS二極體會比其他元件適合保護電路不受很快，而且有破壞性的電壓突波。像許多分散式的電路都有這種快速的過電壓突波，可能因為內部因素或是外部因素造成，例如閃電或是馬達短路。
瞬態電壓抑制器若使用在超過其設計條件的環境下，可能會損壞。瞬態電壓抑制器的失效模式有三種：短路、開路、元件額定下降。
TVS二極體常會稱為是transorbs，或是Vishay半導體的註冊商標TransZorbs。
規格
TVS二極體有以下的規格：
- 漏電流：在電壓小於最大反向關斷電壓時，可以導通的電流。Leakage current: the amount of current conducted when voltage applied is below the maximum reverse standoff voltage.
- 最大反向關斷電壓：在此電壓以下，導流電流不明顯
- 擊穿電壓：會出現顯導通電流的電壓。
- 箝位電壓：導通電流會到其額定電流（數百到數千安培）的電壓。
- 雜散電容：未導通的二極體其特性類似電容器，對於高頻信號有破壞性的效果，一般會建議選用雜散電壓較低的TVS二極體。
- 雜散電感：因為實際過電壓的切換很快，包裝的電感是反應速度的限制因素之一。
- 可吸收的能量：因為暫態很短，所有的能量都變成TVS二級管本身的熱，散熱片只會影響之後散熱需要的時間，無法提升TVS二級管可吸收的能量。因此高能量的TVS二級管也會有較大的體積。若體積不夠大，過電壓可能會破壞TVS二級管，也就無法保護其他的電路。
