瞬態(tài)電壓抑制二極管（Transient Voltage Suppression iode）也稱作TVS二極管，是一種提高EMI和ESD免疫能力的最簡(jiǎn)單電路保護(hù)選擇，具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無(wú)損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)。TVS二極管主要應(yīng)用于汽車電子、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備、儀器儀表、新能源、數(shù)據(jù)中心、交/直流電源、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等領(lǐng)域。
IC芯片的保護(hù)電路
在產(chǎn)品電路設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮的幾個(gè)事項(xiàng)包括：內(nèi)部IC與外部TVS保護(hù)電路，TVS二極管的開關(guān)電壓，二極管陣列，共模補(bǔ)償電壓，后向驅(qū)動(dòng)保護(hù)，以及差分輸入輸出等。其中，TVS二極管可削除IC上的浪涌電壓。很多IC都帶有內(nèi)部保護(hù)電路，用以防止ESD失效的發(fā)生；但是，這對(duì)浪涌事件通常有些不足。
對(duì)于應(yīng)用工程師來(lái)說(shuō)，處理瞬時(shí)脈沖對(duì)器件損害的最好辦法，就是將瞬時(shí)電流從敏感器件（如IC芯片）引開。為達(dá)到這一目的，在PCB布線時(shí)一般將將TVS與被保護(hù)線路并聯(lián)。這樣，當(dāng)瞬時(shí)電壓超過(guò)電路正常工作電壓后，TVS將發(fā)生雪崩擊穿，從而提供給瞬時(shí)電流一個(gè)超低阻抗的通路，其結(jié)果是瞬時(shí)電流通過(guò)TVS被引開，從而避開被保護(hù)器件，并且在電壓恢復(fù)正常值之前使被保護(hù)回路一直保持截止電壓。在此之后，當(dāng)瞬時(shí)脈沖結(jié)束以后，TVS二極管再自動(dòng)恢復(fù)至高阻狀態(tài)，整個(gè)回路進(jìn)入正常電壓狀態(tài)。
ESD保護(hù)電路
硅TVS二極管的抗浪涌能力與其尺寸和外部器件有直接關(guān)系，一般是內(nèi)部IC TVS尺寸的10倍以上。外部TVS二極管之所以能提供高級(jí)別的浪涌保護(hù)，是因?yàn)樵揟VS二極管不僅僅是保護(hù)IC，而是提供更大的保護(hù)功能。另外，大多數(shù)IC的內(nèi)部保護(hù)電路僅僅只能應(yīng)對(duì)很少一部分ESD事項(xiàng)，而外部TVS器件則可以提供無(wú)窮的浪涌免疫功能。
值得注意的是，了解IC的內(nèi)部保護(hù)電路，對(duì)選擇外部TVS器件的額定功率和開關(guān)電壓非常有幫助。遺憾的是，很多IC的數(shù)據(jù)表只提供了標(biāo)稱ESD，沒(méi)有公開內(nèi)部保護(hù)電路。
事實(shí)上，內(nèi)部保護(hù)電路可通過(guò)高壓三極管、穩(wěn)壓二極管、二極管陣列、晶閘管、過(guò)壓檢測(cè)開關(guān)等常用電子元器件來(lái)設(shè)計(jì)。
可見(jiàn)，TVS二極管是一種方便、實(shí)用的電路保護(hù)器件，用戶只需遵循幾條簡(jiǎn)單的規(guī)則，就能實(shí)現(xiàn)有效的浪涌保護(hù)功能。唯一遺憾的是，TVS二極管體積較大，相信隨著材料技術(shù)的發(fā)展，這方面問(wèn)題將得到解決。
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