二极管如何进行瞬态电压抑制？

在电子产品中，瞬态电压抑制器(TVS) 二极管是保护敏感电路免受高压瞬态损坏的组件。因为 tvs 二极管是用大横截面积的结构成的，用于吸收高瞬态电流。高压瞬变的主要来源是静电放电、电气快速瞬变和浪涌事件。本笔记将告诉您 tvs 二极管如何工作以防止电路故障和保护设备。

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瞬变是电压或电流持续时间较短的尖峰，可以通过多种方式损坏电路。一些瞬变只发生一次，而其中一些可能是重复的。这些瞬变从几毫伏到数千伏不等，可持续数百毫秒到纳秒。由于电感负载切换或开关和连接器中的触点有缺陷，可能会在内部产生瞬变。由于雷击或感应开关，它可以在外部产生。

瞬态电压是由于雷击、未过滤的电气设备、触点弹跳、电弧、电容器组或发电机打开和关闭等事件而突然释放存储的能量引起的。瞬态电压与骤升的不同之处在于幅度更大且持续时间更短。瞬态电压通常持续不到一微秒到几毫秒。瞬态电压通常根据它们在电力系统中出现的位置分为两种不同的类型：正常模式或共模。

瞬态电压抑制器或 TVS 是用于保护电路免受这种意外电压或电流尖峰影响的保护装置。将这些 TVS 器件与电路并联放置是保护电路免受过压影响的主要方法。

金属氧化物压敏电阻、TVS 二极管、齐纳二极管或旁路电容器是几种可用于瞬态电压抑制二极管的 TVS 器件。
瞬态电压抑制器可分为钳位和撬棒两种类型。钳位装置将电压限制在一个固定的水平。他们这样做会消耗过压事件的多余能量。钳位器件的一个例子是 TVS 二极管。
另一方面，一旦激活，Crowbar 设备将有效缩短受保护线路，将多余的能量从受保护电路转移出去。如下图所示，当检测到触发电压（尖峰）时，crowbar 设备将电路短路，使线电压降低，然后线电压在一段时间后再次上升到稳定状态以进行正常的电路操作因为 Crowbar 设备延迟了电路。

瞬态电压抑制二极管符号

瞬态电压抑制二极管（（ESD 保护二极管））是一种固态 PN 结二极管，专门设计用于消除过压对敏感半导体和电路的突然或瞬时影响。TVS二极管是一个钳位系统，所以当感应电压达到雪崩击穿电压时，它会吸收过压事件的多余能量，然后在过压情况下自动复位。虽然标准二极管和齐纳二极管确实也可以用于过压/瞬态安全，但由于标准二极管和齐纳二极管是为整流和电压控制而设计的，它们不如瞬态电压抑制二极管那么坚固。

瞬态电压抑制二极管如何工作？

在选择合适的瞬态抑制器时，需要哪些类型的 tvs 二极管？与所有其他雪崩二极管一样，单向瞬态电压抑制二极管在正向上充当电路中的整流器，并且该单向二极管可承受非常高的峰值电流。单向 TVS 二极管符号如下图所示，它几乎像一个齐纳二极管。
另一方面，两个相互对立的雪崩二极管相互串联可以代表一个双向瞬态电压抑制二极管。这些二极管与要保护的系统或电路并联。与符号不同，这些二极管是作为单个元件生产的。双向 TVS 二极管符号如下图所示。

瞬态电压抑制器 (TVS) 特性简介

在电路中使用 tvs 二极管之前，指定给定瞬态波形的峰值脉冲能力至关重要。在大多数二极管中，峰值脉冲能力将被定为 8/20µs 或 10/1000µs 脉冲波形。可以将瞬态电压抑制二极管分为两组。其中一个是单向的，另一个是双向的。

与要保护的系统或电路并行连接 TVS 二极管。TVS 系统专门设计用于在特定电压水平下击穿，并且在不持续损坏的情况下传导大量电流。
TVS 二极管在正常电压条件下表现为开路，但存在低漏电流。当通常电压达到一定量时，TVS 二极管结雪崩，因此过电压从安全电路重新定向并通过 TVS 二极管分流。当过电压下降时，系统自动复位。
另外，tvs二极管的VI特性曲线类似于齐纳二极管的VI特性曲线, TVS 二极管经过专门设计、表征和测试，可抑制瞬态电压。相比之下，齐纳二极管专为电压调节而设计和指定。

市场上有许多类型的 TVS 二极管，为特定应用配备。在选择 TVS 二极管来保护外部接口时，您需要特别注意几个关键参数。以下是数据表中的以下参数，可帮助您找到合适的 TVS 二极管。

• 反向隔离电压 (VR)
  可以在没有实际触发系统的情况下向保护器施加的最高电压是反向隔离电压。系统的 VR 应等于或大于安全电路的峰值工作电压。这是为了确保正常的电路操作或信号电压不会被安全系统削波。

• 击穿电压 (VBR)
  二极管可以开始保护和传导电流的电压就是击穿电压。VBR 通常定义为 1mA。

• 钳位电压 (VC)
  钳位电压是在测试波形事件期间将暴露于安全电路的最大电压。大多数数据表都给出了上升时间为 8μS 的 1A 或 2A 波形的钳位电压。

• 峰值脉冲电流 (IPP)
  安全系统可以承受的最高电流是峰值脉冲电流。

TVS 二极管通常用于转移/钳位的低能量电路和系统，以及用于 ESD 安全的电路。因为使用外部 TVS 二极管的优势之一是它们通常提供四级 IEC ESD 保护。在正常工作条件下，TVS 二极管对受保护电路呈现高阻抗。理想情况下，该设备显示为开路，尽管存在少量漏电流。TVS 二极管应用在数据和信号线、微处理器和 MOS 的存储器、AC/DC 的电源线以及电信设备中。

TVS二极管常见问题

1. 什么是瞬态电压抑制二极管？
瞬态电压抑制 (TVS) 二极管，也称为晶体管或晶闸管，是一种用于保护电子设备免受电压尖峰影响的电子元件。换句话说，瞬态电压抑制二极管是非常流行的器件，用于将瞬态电压（例如，ESD 事件）瞬时钳位到安全水平。

2、瞬态电压抑制二极管的工作原理是什么？
瞬态电压抑制二极管是一个钳位器件，所以每当感应电压超过雪崩击穿电压时，它就会吸收过压事件的多余能量，然后在过压情况下自动复位。

3. 瞬态电压抑制器有什么作用？
瞬态电压抑制器 (TVS) 是用于保护易受攻击的电路免受静电放电、感应负载切换和感应雷电等电气过应力影响的设备。

4. 抑制二极管有什么作用？
瞬态电压抑制 (TVS) 二极管，也称为晶体管或晶闸管，是一种电子元件，用于保护电子设备免受连接导线上感应的电压尖峰的影响。