TVS具有极快的响应时间和较高的浪涌吸收能力,当它的两端经受瞬间的高能量冲击时,TVS能以极快的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以吸收一个瞬间大电流,从而把TVS两端电压钳位在一个预定的数值上,
从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。TVS管基本参数如下:
参数 | 定义 | 备注 |
VRWM | Peak Reverse Working Voltage | Vrwm 表示在规定的IR 下,TVS两端的电压值称为最大反向工作电压。通常Vrwm=(0.8~0.9)Vbr,在这个电压下,器件的功耗消耗很小,使用时应使Vrwm 大于被保护器件或线路的正常工作电压。一般Vrwm 会低于85%Vc 而高于正常工作电压,以便TVS 接入电路而不影响正常电路工作。 |
IR | Reverse Leakage Current | |
VBR | Breakdown Voltage | TVS 管通过规定的测试电流IT(通常1mA)时的电压,这是表示TVS 管导通的标志电压,即从此点开始器件进入雪崩击穿。 |
Vc | Clamping voltage @Ipp | Vc钳位电压指在特定的Ipp 电流时,脉冲电压通过ESD 保护器件后所被钳位的电压,使用时必须小于芯片的最大承受电压。 |
Ppp | Maximum Peak Pulse Power | 在IEC61000-4-5规范下,可承受的最大峰值功率和在钳位电压下的最大可承受电流。 |
Ipp | Maximum Reverse Peak Pulse Current |
参数 | 定义 | 备注 |
IF | Forward Current | 单向TVS管需要注意,表现为二极管特性,在IF下二极管的压降为VF。 |
VF | Forward Voltage @ IF | |
CJ | Junction Capacitance | TVS的寄生电容,在高速端口使用时要特别注意,CJ过可能会影响信号的质量。 |
选型的过程可以按照以下步骤进行:
1.选择TVS最高工作电压Vrmw: Vrwm应大于或等于被保护电路的最大工作电压,若选用的VRWM太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。
2.选择TVS钳位电压VC:VC应小于被保护电路的损坏电压。
3.选择TVS的功率:在规定的脉冲持续时间内,TVS的最大峰值脉冲功耗Ppp必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率,在确定了最大钳位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
4.评估漏电流Ir的影响:正常工作条件下的漏电流,需要评估对电路的影响。
5.评估结电容Cj的影响:对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。
6.TVS结构选择:直流电路可选择单向TVS,交流电路选用双极性TVS较为合理,多线保护选用TVS阵列更为有利。