基于TVS 器件特性参数及应用的探究

4.3 TVS在直流电源系统的应用

图5 为一台普通PC 电脑的供电电源电路，市电AC 220 V经过变压器降压至AC 20 V,再经调制整流电路，输出DC 10 V 直流电源，接入负载。通过在变压器输出端安装双向瞬态电压抑制器TVS1,吸收L 及N 线的瞬时冲击脉冲电流，将电路电压箝制在安全电压水平，TVS1可以保护变压器后端整流器及其他电路元器件。在整流器后的直流电源输出端安装单向瞬态电压抑制器TVS2,用于保护直流负载免受过电压电电流冲击。

4.4 TVS在晶体管电路的应用

晶体三极管作为电流控制型器件，是电子集成电路中的重要组成部分，可分为NPN 管和PNP 管[5]两类，应用于开关电路、放大电路和稳压电路。为了使晶体管电路免受ESD/EFT(静电放电/电快速瞬变脉冲群)等浪涌电压的干扰，在电路的输入端和输出端分别加入TVS1、TVS2进行保护，其保护电路如图6所示。

4.5 采用TVS保护TTL逻辑电路

TTL 电路是晶体管?晶体管逻辑电路的简称，是目前使用最广泛的一种门电路，通过输入高低电平[5],实现逻辑功能。它由三部分组成，即输入级(发射极晶体管V1 和基极电阻R1)、倒相级(V2 管和电阻R2,R3)、输出级(V3,V4,V5和电阻R4,R5)。对于TTL逻辑电路的浪涌防护，主要通过在输入级A,B 端分别加入TVS1 和TVS2 进行保护，在电路的输出端“L”加入TVS4 进行保护，在直流电源UCC端加入TVS3进行保护，可以有效抑制各种瞬变过电压对晶体管的EB 结或CE 结击穿而损坏。图7为TTL“与非”门的典型保护电路。

4.6 采用TVS保护MOS集成电路

MOS 集成电路的基本原件是MOS 晶体管，MOS 管有源极S、漏极D、栅极G三个电极，是电压控制元件，用变化的栅漏电压来控制漏源电流，MOS管分为P型MOS管和N型MOS管两种。由NMOS管和PMOS管组成的互补型MOS电路称为CMOS电路，它能对输出端的电容提供一个快速充放电回路，功耗小，工作速度较高，具有较强的负载能力及抗干扰能力，在数安集成电路中得到越来越广泛的应用。图8为COMS反相器保护电路图，在电路的输入端Ui、输出端Uo及电源电压UDD分别加入TVS3,TVS2,TVS1,从而保护晶体管电路及后面的负载元件。

5 结语

(1)TVS具有响应快、功率大、极间电容和体积小、无漏流、应用领域广等优点，可有效地保护TN 电源系统、直流电源、信号线路及晶体管集成电路等，可抑制共模/差模浪涌冲击和ESD/EFT等瞬态浪涌电压的干扰。

(2)电路设计应考虑被保护电路的特性、工作环境及TVS的VC,IPP,VWM,VBR,Ppp等相关参数选择适配的TVS保护器件，TVS接入电路应不影响电路的正常运行，能安全泄放预期瞬态浪涌电流，将危险电压钳位于电路安全耐压值以内。