元器件分析：TVS二极管效能最佳化

元件选择指南

■突崩式TVS与二极管阵列比较

突崩式TVS二极管虽然拥有高突波规格，但相对较大的电容值使得这类元件成为负载切换开关与直流电源汇流排保护应用的较佳选择，相反地，二极管阵列适当的突波规格与较小的电容值则较适用于高速资料连接线的保护，突崩式TVS与二极管阵列通常可以交互使用，但部份电路在选择适合採用的元件时则需要经过仔细的分析。（图四）描述了当存在一个电流可以透过资料线流经二极管阵列路径时所发生的向后驱动问题，如果VDD2大于VDD1，那么资料连接线有可能意外地提供电源给模组1，这个情况可能会造成逻辑晶片的电源启动问题，或是在断电后模组1上指示灯被点亮的异常状况。

（图四）　突崩式TVS以及遮蔽二极管是消除可能存在于二极管阵列中向后驱动电流路径的两种选择。

■单向与双向突崩式TVS二极管

单向与双向突崩式TVS二极管不同的崩溃电压（breakdown voltage；VBR）可以为特定应用带来不同的优势，单向式元件拥有反向偏压崩溃电压VBR以及相等于二极管前向电压（VF）的前向偏压崩溃电压，另一方面，双向式元件的崩溃电压则等于±VBR，单向式二极管的低崩溃电压对负向突波电压来说，通常是直流电源线与单电源供电晶片的ㄧ个优势，相反地，双向元件的对称式崩溃电压则通常能够提供给差动式输入或输出放大器更好的杂讯处理效能，请参考（图五）。

（图五）　双向式元件可以将噪音信号嵌位到0V的平均电压，降低音频放大器中的交流哼声与直流杂音。

■外部与内部晶片保护电路的比较

理想的外加TVS元件应该能够吸收所有突波脉冲的能量，但是在实际上则不然，部分的突波电流能量可能会通过晶片内部的保护电路，一个限制电流流入内部保护电路的方法是使用一颗串接电阻，如（图六）。虽然内部保护电路在避免组装时发生ESD失效的表现上相当良好，但保护元件相对较小的尺寸则限制了它们承受正常产品使用情状下所发生突波信号的能力，另一方面，虽然二极管的突波处理能力与体积成正比，但通常在晶片中整合较大型的保护元件并不实际。

（图六）　电阻R会促使I1>>I2，确保大部分的突波能量会由外部二极管所吸收。