瞬态抑制二极管参数_工作原理_常见问题解答

瞬态抑制二极管（Transient Voltage Suppressor, TVS）又称为过压保护二极管、穿放二极管等，是一种用于保护电子电路中元器件的电压超过正常工作范围的过电压保护设备。它主要是利用Zener效应等物理原理，在电路中形成一种高电阻状态，一旦电路中的电压超过允许的范围，就会使其工作在一种抑制电压的基态，保护所处的电路。

瞬态抑制二极管可以用于抑制各种瞬态电压，例如：静电放电、线路感应电压、自然灾害等因素导致的过电压冲击，以及各种干扰信号等等。在电子电路中，TVS通常安装在护照电路、限流电路、电源电路、硬盘和UPS等设备中，起到保护整个系统免受过压和瞬态电压冲击的作用。

简单来说，瞬态抑制二极管是一种能够保护电子元器件免受瞬时过电压影响的保护设备，其基本原理是利用Zener效应等物理原理，在电路中形成一种高电阻状态，一旦电路中的电压超过允许的范围，就能够起到保护和限制过电压的作用，其符号图如下所示：

型号参数

瞬态抑制二极管的型号参数有很多，以下是常见的一些参数：

1. 峰值反向电压（Vrwm）：在断续状态下，能够承受的最大反向电压值。

2. 工作电压（Vc）：进入可导通状态的电压，通常略高于开端电压。

3. 浪涌电流（Ipp）：在导通状态下的最大电流值，它通常是在一个具体的电压峰值下测试的。

4. 响应时间（Tr）：从断续状态到导通状态的时间，也就是它响应过电压的速度。

5. 功率耗散（Pd）：在导通状态下的最大功率消耗值。

6. 责任耐受瞬间（Tp）：能够承受的最大责任脉冲宽度，也就是整个电路达到峰值电流的时间。

7. 降压系数（Vt）：具备的电压降低能力，它能够对电路的过电压保护性能产生显著的影响。

8. 工作温度范围（Tj）：能够稳定工作的温度范围。

不同的应用场合需要不同的瞬态抑制二极管型号和参数，选择时还需要根据实际电路的要求进行具体的选型。

主要类型

瞬态抑制二极管一般分为两种类型：单向的（只能承受一个方向上的电压）和双向的（可以承受正负两个方向上的电压）。

• 单向的瞬态抑制二极管也叫做TVS-Diode或Uni-directional TVS。它只能承受一个方向上的电压，通常选用Zener二极管制造，主要用于对于单极向过电压的保护，常见的应用在回路保护单方向电压过大时保护后面的器件。
• 双向的瞬态抑制二极管也叫做Bi-directional TVS。它可以双向承受正负两个方向上的电压，主要用于在电路中对于双向过电压的保护，例如信号传输线路、双向电源等。

需要注意的是，在瞬态抑制二极管使用时必须根据电路需要选择相应的正负双向型或单向型的瞬态抑制二极管，以达到有效保护电路的目的。

工作原理

瞬态抑制二极管采用P-N结正反向偏置区别对待，主要是利用Zener效应等物理原理，在电路中形成一种高电阻状态（也称为断续状态）。当电路中出现过电压时，TVS能够迅速提供低电阻通路，吸收电路中的瞬态电压。它的工作原理可以简述为以下几点：

1. 当TVS处于断续状态时，没有电流通过TVS，此时TVS所处的正反向功率都相当小，如同一个开路。

2. 当电路中电压逐渐上升到TVS的起始工作电压时，TVS将变为一个低阻值的导通通路，这个电压级别被称为「开端工作电压」或「开端电压」。

3. 一旦TVS的起始工作电压被超过，TVS的电阻将大幅度降低（变为一个低阻通路），以吸收电路中的过电压。电路中的电流将被整流并通过TVS，同时保持过电压不侵害整个电路系统（或其中的器件）。

4. 当电路中的电压降低到一定程度时，TVS恢复到其非导通状态（即断续状态），不会对正常电路造成影响。

瞬态抑制二极管正常工作时处于一种高电阻状态，一旦电路中电压超过可承受范围时，它将变为一个低阻通路，通过吸收过电压的能量来保护电路。不同于快速开关不需要外部电源需要提供电能，TVS自身不要求额外的电源接口，它能够自然地位于电路中并自动响应过电压，保护电子器件免受瞬间过电压的损害。

主要应用

瞬态抑制二极管主要是用于保护电路、设备或器件免受过电压、静电放电和浪涌电流等电气干扰的影响。瞬态抑制二极管可以通过快速导通的方式将过电压吸收掉，保护自身和其它的器件。瞬态抑制二极管广泛应用于线路保护，包括电力、通信、计算机、消费电子、汽车电子等领域。其具体应用包括：

1. 保护移动设备中的电子元件，如保护电池防止过充电和过放电、保护USB接口等。

2. 保护小型家电，如智能音箱、智能灯具等。

3. 保护汽车电子，如保护电子控制单元、模拟仪表和车载娱乐系统等。

4. 保护通信设备，如保护路由器、交换机等。

5. 保护电力设备，如保护电力转换器、逆变器等。

6. 保护计算机及相关设备，如保护中央处理器、内存等。

常见问题

瞬态抑制二极管的钳位电压是多少？

瞬态抑制二极管的钳位电压，也称为击穿电压或保护电压。钳位电压是指在保护电路中，当瞬态电压达到或超过这个电压值时，瞬态抑制二极管的阻值迅速减小，形成通路，使得过电压通过二极管钳位向接地端流动，以此达到保护电路元件的目的。

不同型号的瞬态抑制二极管具有不同的钳位电压，钳位电压的选择应该根据实际应用场合的需求和设计要求来确定。在选择瞬态抑制二极管时，根据其钳位电压范围来保证抑制电压范围的正确匹配。

通常情况下，需要根据被保护的电路的工作电压、电流以及瞬态电压峰值等因素来选择适合的瞬态抑制二极管，以保证钳位电压正确匹配。务必注意，如果使用的TVS钳位电压过低，可能会失去保护效果；而钳位电压过高，则可能损坏被保护的设备。因此，在选择瞬态抑制二极管时，需要仔细评估电路所需的保护水平和性能指标，从而选择正确的TVS钳位电压。

在判断瞬态抑制二极管极性时，需要分辨出阴极和阳极。一般而言，瞬态抑制二极管的阴极标记会在引出端有特殊的标识符号，如一个带箭头的三角形、一个S字母等等。而阳极上则一般不会有标识，是有色环或者其他的标识标记。

此外，还可以通过检查瞬态抑制二极管的 datasheet（数据手册）或者型号规格表来确认其极性。数据手册中会标明瞬态抑制二极管的阴阳极电路图以及引脚对应的名称和编号，以供使用者方便查阅。

首先，瞬态抑制二极管主要用于保护电路不受突发电压冲击的损害，它是一种利用击穿现象来吸收过电压的保护器件，具有高速响应、能量吸收能力强等特点。而普通二极管是一种将交流电压转换成直流电压的元件，具有单向导电性。

其次，瞬态抑制二极管的工作原理和普通二极管也不同。瞬态抑制二极管在正常工作状态下是高阻状态，当电路中电压超过设定的击穿电压时，它将迅速变成一个电阻较低的状态，导通电路，从而分散过电压。而普通二极管则是在正向电压时导电，反向电压时截止。

最后，瞬态抑制二极管和普通二极管在封装和性能指标方面也有所不同。瞬态抑制二极管一般采用SMT封装方式，具有极高的响应速度和均匀的保护性能。普通二极管以多种类型封装方式出现市场之中，但速度和频率限制较弱。

瞬态抑制二极管主要用于保护电路不受突发电压冲击的损害，它是一种利用击穿现象来吸收过电压的保护器件。当电路中的电压超过设定的击穿电压时，TVS将瞬间变成一个电阻较低的状态，导通电路，从而使过电压分散到地线或其它地方，保护电子设备。

而整流二极管是一种常用的电子元件，它将交流电压转换成直流电压，并且在正向导通和反向截止的状态下都可以工作。它通常在电源部件、电子器件、电路板等电子设备中被广泛使用。

瞬态抑制二极管和肖特基二极管（Schottky Diode）虽然都是二极管，但是它们的特性和应用场合有所不同。

1. PN结特性有所不同：
   TVS二极管是由多个PN结组成的，并且反向电压较高，其主要的工作模式是快速导通，通过短时间的吸附过电压的能量来保护后面的可靠性。肖特基二极管的PN结是由P型半导体和N型金属之间的Schottky接触形成的，其反向电压较低，主要的特点是正向压降较小，反向击穿电压较低。

2. 工作模式不同：
   TVS二极管常常使用快速响应的低电阻路线，直接控制过电压。肖特基二极管常常作为小信号二极管或开关二极管，并且具有快速响应和低压降。

3. 应用场合不同：
   TVS二极管主要用于保护整个电路，抑制过电压，以防止电路中的其他敏感元件受到损害。而肖特基二极管主要用于高频开关、整流、混频等方面。

瞬态抑制二极管通过吸收过电压并迅速导通，以保护电路免受过电压损害。它们的响应速度快，保护电路可靠性高，但其能量吸收能力有限，对于高能量的过电压需要多个TVS进行并联。

压敏电阻（Varistor）是一种非线性电阻元件，当电压达到一定值时其电阻值会迅速降低，从而将过电压吸收和分散。它们的能量吸收能力高，且可以提供均匀的保护，但其响应时间相对较长，有时需要多个压敏电阻进行串联以提高保护能力。

因此，在选择过电压保护元件时，需要根据具体的应用场景和需求进行选择。如果需要高速响应和可靠保护，可选择瞬态抑制二极管；如果需要高能量吸收能力和均匀保护，可以选择压敏电阻。