瞬态抑制二极管是一种限压型的过压保护器件,它叫TVP、ABD,它以pS级的速度把过高的电压限制在一个安全范围之内,从而起到保护后面电路的作用。
广泛应用在半导体及敏感的电子零件过电压、ESD保护上,主要包括:消费类产品、工业产品、通讯、电脑、汽车、电源供应品、型号线路保护及军事、 航天航空导航系统及控制系统上。
反应速度快,电压抑制能力强,有SMAJ,SMBJ,SMCJ,SMDJ,P4KE,SA,P6KE,1.5KE, 3KP,5KP,15KPA,20KPA,30KPA系列和低电容的SAC(500W,50Pf),LCE(1.5KW,100Pf)系列.
产品通过一系列的安全可靠认证,如UL、无铅认证,符合IEC61000-4-2 ESD、IEC 61643-321：2001测试标准。
1. 最小击穿电压VBR和击穿电流IR。
VBR是TVS最小的击穿电压，在25℃时，低于这个电压TVS是不会发生雪崩的。当TVS流过规定的1mA电流(IR)时，加于TVS两极的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与标准值的离散程度，可把VBR分为5%和10%两种。对于5%的VBR来说，VWM=0.85VBR；对于10%的VBR来说，VWM=0.81VBR。为了满足IEC61000-4-2国际标准，TVS二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD冲击，有的半导体生产厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的便携设备应用，设计者可以按需要挑选器件。
2. 最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。
VWM这是二极管在正常状态时可承受的电压，此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压，否则二极管会不断截止回路电压；但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近，这样才不会在TVS工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向关断电压VWM加于TVS的两极间时它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。
3. 最大箝位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP。
当持续时间为20mS的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，在其两端出现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS的浪涌抑制能力。VC与VBR之比称为箝位因子，一般在1.2~1.4之间。VC是二极管在截止状态提供的电压，也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则器件面临被损伤的危险。
4. Pppm额定脉冲功率，这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。
对于手持设备，一般来说500W的TVS就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功耗值。在给定的最大箝位电压下，功耗PM越大，其浪涌电流的承受能力越大。在给定的功耗PM下，箝位电压VC越低，其浪涌电流的承受能力越大。另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且，TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的，器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。如果电路内出现重复性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，有可能损坏TVS。
5. 电容量C。
电容量C是由TVS雪崩结截面决定的，是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比，C太大将使信号衰减。因此，C是数据接口电路选用TVS的重要参数。电容对于数据/信号频率越高的回路，二极管的电容对电路的干扰越大，形成噪声或衰减信号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小(如LCTVS、低电容TVS，电容不大于3pF)，而对电容要求不高的回路电容选择可高于40pF。
中心议题： 探讨瞬态电压抑制二极管的选用原则 了解TVS的交流与直流电路
解决方案： 直流线路采用单向瞬变电压抑制二极管 交流则必须采用双向瞬变电压抑制二极管。
在选用瞬态电压抑制二极管(TVS)时，必须考虑电路的具体条件，一般应遵循以下原则：
1) 箝位电压Vc(MAX)不大于电路的最大允许安全电压。
2) 最大反向工作电压(变位电压)VRWM不低于电路的最大工作电压，一般可以选VRWM等于或略高于电路最大工作电压。
3) 额定的最大脉冲功率，必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率。
下面是TVS在电路应用中的典型例子：
TVS用于交流电路
图2-1是一个双向TVS在交流电路中的应用，可以有效地抑制电网带来的过载脉冲，从而起到保护整流桥及负载中所有元器件的作用。
TVS的箝位电压不大于电路的最大允许电压。
图2-2所示是用单向TVS并联于整流管旁侧，以保护整流管不被瞬时脉冲击穿。
选用TVS必须是和整流管相匹配。
图2-3所示电路中，单向TVS1和TVS2反接并联于电源变压器输出端或选用一个双向TVS，用以保护整流电路及负载中的元器件。
TVS3保护整流以后的线路元件。
如电源变压器输出端电压为36伏时一般TVS1和TVS2的工作电压VR应根据36×√2 来选择，其它参数依据电路中的具体条件而下。
TVS用于直流电路
图2-4所示TVS并联于输出端，可有效地保护控制系统。
TVS的反向工作电压应等于或略高于直流供电电压，其它参数根据电路的具体条件而定。图2-7电路中TVS起保护和电压限制的作用。
直流电中选用举例
整机直流工作电压12V，最大允许安全电压25V（峰值），浪涌源的阻抗50MΩ，其干扰波形为方波，TP=1MS ，最大峰值电流50A。
选择：
1) 先从工作电压12V选取最大反向工作电压VRWM为13V，则击穿电压V(BR) =VRWM /0.85=15.3V；
2) 从击穿电压值选取最大箝位电压Vc(MAX)=1.30×V(BR)=19.89V，取Vc=20V；直流电压则按1.1—1.2倍来选取TVS管的最大反向工作电压VRWM。
图2-8给出了一个微机电源采用TVS作线路保护的原理图，由图可见：
1) 在进线的220V~处加TVS管抑制220V~交流电网中尖峰干扰。
2) 在变压器进线加上干扰滤波器，滤除小尖峰干扰。
3) 在变压输出端V~=20V处又加上TVS管，再一次抑制干扰。
4) 到了直流10V输出时还加上TVS管抑制干扰。
其中：双向TVS管D1的VRWM=220V~×1.4=308V左右；双向TVS管D2的VRWM=20V~×1.4=28V左右；单向TVS管D3的VRWM=10V~×1.2=12V左右。
经过如上四次抑制，变成所谓的“净化电源”，还可以加上其它措施，更有效地抑制干扰，防止干扰进入计算机的CPU及存贮器中，从而提高微机系统的应用可靠性。本文主要介绍TVS的特性及主要参数、TVS二极管的分类、TVS二极管的选用技巧、TVS与压敏电阻的参数比较及TVS的应用领域及应用特点。
瞬态电压抑制器（Transient Voltage Suppressor）简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10-12秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。
本文介绍TVS的特性及应用，主要内容包括：TVS的特性及主要参数，TVS二极管的分类，TVS二极管的选用技巧，TVS与压敏电阻的参数比较，TVS的应用领域及应用特点。
1、TVS的特性曲线
TVS的电路符号与普通稳压二极管相同。它的正向特性与普通二极管相同；反向特性为典型的PN结雪崩器件。
在瞬态峰值脉冲电流作用下，流过TVS的电流，由原来的反向漏电流ID上升到IR时，其两极呈现的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压 VBR，TVS被击穿。随着峰值脉冲电流的出现，流过TVS的电流达到峰值脉冲电流IPP。在其两极的电压被箝位到预定的最大箝位电压以下。尔后，随着脉 冲电流按指数衰减，TVS两极的电压也不断下降，最后恢复到起始状态。这就是TVS抑制可能出现的浪涌脉冲功率，保护电子元器件的整个过程。
2、TVS的特性参数
①最大反向漏电流IR和额定反向关断电压VWM。VWM是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压，当这个反向电压加入TVS的两极间时，它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流IR。
②最小击穿电压VBR和击穿电流IR
VBR是TVS最小的雪崩电压。25℃时，在这个电压之前，TVS是不导通的。当TVS 流过规定的1mA电流（IR）时，加入TVS两极间的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与标准值的离散程度，可把TVS分为±5%VBR和平 共处±10% VBR两种。对于±5%VBR来说，VWM=0.85VBR；对于±10% VBR来说，VWM=0.81 VBR。
③最大箝拉电压VC和最大峰值脉冲电流IPP
当持续时间为20微秒的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，在其两极间出现的最大峰值电压为VC。它是串联电阻上和因温度系数两者电压上升的组合。VC 、IPP反映了TVS器件的浪涌抑制能力。VC与VBR之比称为箝位因子，一般在1.2~1.4之间。
④电容量C
电容量C 是TVS雪崩结截面决定的、在特定的1MHZ频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比，C过大将使信号衰减。因此，C是数据接口电路选用TVS的重要参数。
⑤最大峰值脉冲功耗PM
PM是TVS能承受的最大峰值脉冲耗散功率。其规定的试验脉冲波形和各种TVS的PM值，请查阅有关产品手册。在给定的最大箝位电压下，功耗PM越大，其 浪涌电流的承受能力越大；在给定的功耗PM下，箝位电压VC越低，其浪涌电流的承受能力越大。另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。 而且TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的，器件规定的脉冲重复频率（持续时间与间歇时间之比）为0.01%，如果电路内出现重复性脉冲，应考虑脉冲功率的 “累积”，有可能使TVS损坏。
⑥箝位时间TC
TC是从零到最小击穿电压VBR的时间。对TVS小于1×10-12秒。
TVS器件可以按极性分为单极性和双极性两种，也有单线和多线区分.按用途可分为各种电路都适用的通用型器件和特殊电路适用(如高速电路)的专用型器件。
1、确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。
2、TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VWM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。串行连接分电压，并行连接分电流。
3、 TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。
4、在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
5、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、根据用途选用TVS的极性及封装结构。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。
7、 温度考虑。瞬态电压抑制器可以在－55~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度 工作，由于其反向漏电流IR是随增加而增大；功耗随 TVS结温增加而下降，从+25℃到+175℃，大约线性下降50％雨击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此，必须查阅有关产品资料，考虑温 度变化对其特性的影响。
目前，国内不少需进行浪涌保护的设备上使用的是压敏电阻。压敏电阻是一种金属化物变阻器。TVS比压敏电阻的特性优越得多，具体特性参数的比较如下表所示。
特性参数的比较表
TVS二极管具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、家用电器、仪器仪表、RS232/422/423/485、I/O、Ethernet. LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、TABLET、GPS、CDMA、GSM、WCDMA/TD, 数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电 机电磁波干扰抑制、音频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。具体有以下三大特点：
1、 将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的脉冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。
2、静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms；而一般的TTL器件，遇到超过30ms的10V脉冲时，便会导至损坏。利 用TVS二极管，可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰（Crosstalk）。
3、将TVS二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。
本文介绍了什么是TVS二极管，TVS瞬态二极管的工作原理、分类、选用技巧及应用等，是初学者了解TVS管最基本的知识。
TVS管，全称瞬态电压抑制二极管，英文为transient voltage suppressor，是在稳压管的工艺基础上发展起来的一种半导体器件。
TVS二极管在两端电压高于额定值时，会瞬间导通，两端电阻将以极高的速度从高阻变为低阻，从而吸收一个极大的电流，将管子两端的电压钳位在一个预定的数值上。
TVS管按照其峰值脉冲功率，可分为：500W、1000W、1500W、5000W。每类按其标称电压又分为若干种。
确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。
TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VWM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。串行连接分电压，并行连接分电流。
TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。
在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
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。
根据用途选用TVS的极性及封装结构。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。
温度考虑：瞬态电压抑制器可以在－55~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度工作，由于其反向漏电流ID是随增加而增大；功耗随TVS结温增加而下降，从+25℃到+175℃，大约线性下降50%雨击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此，必须查阅有关产品资料，考虑温度变化对其特性的影响。
TVS管主要应用于快速过压保护电路中，广泛应用于计算机、电子仪表、通信设备、家用电器以及野外作业的机载/船用及汽车用电子设备，并可以作为人为操作引起的过电压冲击或雷电对设备的电压等保护元件。
Littelfuse已静与安森美达成最终协议，向ON Semiconductor Corporation收购用于汽车点火应用的瞬态电压抑制（“TVS”）二极管、开关晶闸管和绝缘栅双极晶体管（“IGBT”）产品组合，总收购价为1.04亿美元。该产品组合的年销售额约为5500万美元。
“我们的战略是在功率半导体应用领域实现扩张，并提高我们在汽车用电子产品市场的份额；收购该产品组合的举措与我们的这一战略相吻合。”Littelfuse 半导体产品部总经理和高级副总裁兼首席技术官Ian Highley表示，“这些产品与我们现有的电路保护业务相辅相成，能够增强我们的渠道合作伙伴关系和客户互动体验，并扩充我们的功率半导体产品组合。”
Littelfuse 还计划向其半导体生产工厂投资约3000万美元，以提高生产能力，大幅增加其中国生产工厂的产能，并转移所收购产品组合的生产。转移过程将在接下来数年内完成，公司将配合客户的时间与要求妥善安排。预计此项投资带来的产能提升将促进公司在半导体业务领域实现长期利润增长。
“完成这些产品的转移后，我们预计此项收购将使我们的EBITDA利润率提高30%以上。”执行副总裁兼首席财务官Meenal Sethna补充道，“将摊销、利息和整合费用计算在内，我们预计此项收购对2016年的摊薄每股收益不会产生影响，从2017年起将会带来增长。”
产品种类: ESD 抑制器/TVS 二极管
制造商: Littelfuse
RoHS: 符合RoHS
系列: SZ1SMBxxxAT3G
极性: Bidirectional
击穿电压: 19.7 V
钳位电压: 26 V
Cd - 二极管电容 : 965 pF
封装 / 箱体: SMB
Pd-功率耗散: 3 W
最小工作温度: - 65 C
最大工作温度: + 150 C
资格: AEC-Q101
封装: Reel
商标: Littelfuse
Ipp - 峰值脉冲电流: 23.1 A
工作温度范围: - 65 C to + 150 C
工厂包装数量: 2500
端接类型: SMD/SMT
工作电压: 16 V
国巨集团，作为全球被动元件领导厂商，为因应快速成长的电动车及5G通讯市场需求，主推半导体扩散工艺制成的瞬态抑制二极体(TVS)保护元件。
TVS是采用半导体扩散工艺制成的单个 PN 结或多个 PN 结集成的元件。 TVS具有较高的可靠性，以及较低的动态内阻及低钳位电压，相较其他过压保护元件，TVS具有较快的回应速度。 TVS具备击穿电压精度高的特性，击穿电压一般为±5%的偏差。基于上述优点适用于对保护器件要求较高的场合，如: 汽车电子、工业控制、照明及通信等产业 ; DC电源线、RS485 介面、通信电源及I/O 接口的应用等。
对于汽车电子高防护要求的应用来说，回应速度快、高可靠性、低钳位电压、小封装的TVS成为关键性的保护器件。例如24V系统汽车电子产品的DC电源输入口，因使用环境复杂，行车环境因素的多变性，抛负载发生时会产生很大干扰脉冲，对汽车电子产品后级的DC/DC、积体电路造成损坏，为了行车的安全性和使用寿命，需要在抛负载发生时迅速的回应。 TVS以皮秒级的回应速度和精确的击穿电压，能在第一时间抑制干扰。
通讯应用方面，以常用的通讯介面－RS485为例，由于通讯传输距离长，且其传输线通常暴露于户外，因此极易因为雷击等原因引入瞬态过电压干扰，而 RS485 收发器通常工作在低压状态（5V左右），自身的抗干扰性较低，没有可疏导瞬变电压干第一时间扰的路径，如果不加适当保护很容易造成通信介面晶片损坏，而TVS的钳位电压低等优势可以作为RS485通讯介面浪涌防护的首选器件。
为因应电动车、5G基地台需求量逐年增加而产生的保护元件需求，国巨主推的TVS保护元件因其反应速度快、高可靠性、低钳位电压及小封装的特性，在过电压保护元件中占有不可或缺的地位，我们预期将在未来的应用市场大放异彩。
