瞬態(tài)電壓抑制二極管（Transient Voltage Suppression iode）也稱作TVS二極管，是一種提高EMI和ESD免疫能力的最簡單電路保護選擇，具有響應(yīng)時間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點。TVS二極管主要應(yīng)用于汽車電子、計算機系統(tǒng)、通訊設(shè)備、儀器儀表、新能源、數(shù)據(jù)中心、交/直流電源、無人機、機器人等領(lǐng)域。
IC芯片的保護電路
在產(chǎn)品電路設(shè)計中，應(yīng)考慮的幾個事項包括：內(nèi)部IC與外部TVS保護電路，TVS二極管的開關(guān)電壓，二極管陣列，共模補償電壓，后向驅(qū)動保護，以及差分輸入輸出等。其中，TVS二極管可削除IC上的浪涌電壓。很多IC都帶有內(nèi)部保護電路，用以防止ESD失效的發(fā)生；但是，這對浪涌事件通常有些不足。
對于應(yīng)用工程師來說，處理瞬時脈沖對器件損害的最好辦法，就是將瞬時電流從敏感器件（如IC芯片）引開。為達(dá)到這一目的，在PCB布線時一般將將TVS與被保護線路并聯(lián)。這樣，當(dāng)瞬時電壓超過電路正常工作電壓后，TVS將發(fā)生雪崩擊穿，從而提供給瞬時電流一個超低阻抗的通路，其結(jié)果是瞬時電流通過TVS被引開，從而避開被保護器件，并且在電壓恢復(fù)正常值之前使被保護回路一直保持截止電壓。在此之后，當(dāng)瞬時脈沖結(jié)束以后，TVS二極管再自動恢復(fù)至高阻狀態(tài)，整個回路進(jìn)入正常電壓狀態(tài)。
ESD保護電路
硅TVS二極管的抗浪涌能力與其尺寸和外部器件有直接關(guān)系，一般是內(nèi)部IC TVS尺寸的10倍以上。外部TVS二極管之所以能提供高級別的浪涌保護，是因為該TVS二極管不僅僅是保護IC，而是提供更大的保護功能。另外，大多數(shù)IC的內(nèi)部保護電路僅僅只能應(yīng)對很少一部分ESD事項，而外部TVS器件則可以提供無窮的浪涌免疫功能。
值得注意的是，了解IC的內(nèi)部保護電路，對選擇外部TVS器件的額定功率和開關(guān)電壓非常有幫助。遺憾的是，很多IC的數(shù)據(jù)表只提供了標(biāo)稱ESD，沒有公開內(nèi)部保護電路。
事實上，內(nèi)部保護電路可通過高壓三極管、穩(wěn)壓二極管、二極管陣列、晶閘管、過壓檢測開關(guān)等常用電子元器件來設(shè)計。
可見，TVS二極管是一種方便、實用的電路保護器件，用戶只需遵循幾條簡單的規(guī)則，就能實現(xiàn)有效的浪涌保護功能。唯一遺憾的是，TVS二極管體積較大，相信隨著材料技術(shù)的發(fā)展，這方面問題將得到解決。
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