TVS(瞬态电压抑制)二极管是一种用于保护电路免受瞬态高压损害的半导体元件
。其工作特性主要由三个关键电压参数定义:反向截止电压、击穿电压和钳位电压。
反向截止电压 (𝑉𝑅𝑊𝑀)
定义:在正常工作条件下,TVS二极管不导通的最高反向电压。
特性:当电路中的电压低于这个值时,TVS管处于高阻态,仅有极小的漏电流流过,对电路正常运行没有影响。
应用:在为特定电路选择TVS管时,应确保其反向截止电压大于或等于该电路的正常工作电压,以防止误触发。
击穿电压 (𝑉𝐵𝑅)
定义:当TVS二极管的反向电流达到一个规定的最小值(通常为1毫安到10毫安)时,器件两端的电压值。
特性:这是TVS管从高阻态转变为低阻态的标志。当反向电压超过击穿电压后,反向电流会急剧增加。
应用:击穿电压是选择TVS管的重要参考。它必须略高于反向截止电压,以确保在正常工作电压下不导通,而在发生过压时能迅速响应。
钳位电压 (𝑉𝐶)
定义:当TVS二极管流过设定的峰值脉冲电流 (
𝐼𝑃𝑃) 时,器件两端达到的最大电压值。特性:钳位电压是TVS管在抑制瞬态过压时所能达到的最高电压。即使在强大的浪涌电流冲击下,TVS管也能将电压“钳制”在这个安全水平。
应用:钳位电压是衡量TVS管保护性能的关键指标。在选型时,必须确保TVS管的钳位电压低于被保护器件所能承受的最大安全电压,以避免器件损坏。
三者关系对比
| 特性 | 反向截止电压 (𝑉𝑅𝑊𝑀) | 击穿电压 (𝑉𝐵𝑅) | 钳位电压 (𝑉𝐶) |
|---|---|---|---|
| 工作状态 | 正常工作状态 | 临界导通状态 | 瞬态过压保护状态 |
| 电流大小 | 微安(uA)级漏电流 | 毫安(mA)级测试电流 | 浪涌峰值脉冲电流 (𝐼𝑃𝑃) |
| 电压大小 | 正常工作电压 | 略高于反向截止电压 | 远高于反向截止电压和击穿电压 |
| 重要意义 | 确保TVS管在正常工作时不影响电路 | 标志TVS管进入保护状态的起点 | 衡量TVS管保护效果的关键指标 |
TVS二极管的峰值脉冲电流(𝐼𝑃𝑃)是指在指定瞬态脉冲波形下,TVS管在不被损坏的情况下所能承受的最大瞬态浪涌电流。这是衡量TVS管抑制浪涌能力的关键参数之一。
峰值脉冲电流的关键特性
非重复性模式:
𝐼𝑃𝑃 通常指的是TVS管在非重复性瞬态脉冲模式下所能承受的最大电流。这意味着它描述的是一次性或间歇性浪涌事件中的耐受能力。依赖于脉冲波形:
𝐼𝑃𝑃 的值与瞬态脉冲的波形和持续时间密切相关。数据手册通常会针对特定的标准脉冲波形(例如,工业应用中常见的 8/20 µs 或 10/1000 µs)来定义
𝐼𝑃𝑃。8/20 µs 波形:脉冲上升时间为8 µs,下降到峰值50%的时间为20 µs。
10/1000 µs 波形:脉冲上升时间为10 µs,下降到峰值50%的时间为1000 µs。
与钳位电压 (𝑉𝐶) 的关系:𝐼𝑃𝑃和钳位电压(𝑉𝐶)共同决定了TVS管的峰值脉冲功率(𝑃𝑃𝑃),三者关系如下:𝑃𝑃𝑃=𝑉𝐶×𝐼𝑃𝑃
这表示在相同功率等级下,如果钳位电压越低,TVS管能承受的峰值脉冲电流就越大





