瞬態電壓抑制器是一種二極管形式的高效能保護器件，具有極快的響應時間和相當高的浪涌吸收能力。當TVS的兩端受到反向瞬態過壓脈沖時，能以極高的速度把兩端間的高阻抗變為低阻抗，以吸收瞬間大電流，并將電壓箝制在預定數值，從而有效保護電路中的元器件免受損壞。本文講述了TVS器件的主要特性參數和選用注意事項，同時給出了TVS在電路設計中的應用方法。

1 TVS器件的特性及主要參數

1.1 TVS的器件特性

在規定的反向應用條件下，TVS對受保護的線路呈高阻抗狀態。當瞬間電壓超過其擊穿電壓時，TVS就會提供一個低阻抗的路徑，并通過大電流方式使流向被保護元器件的瞬間電流分流到TVS二極管，同時將受保護元器件兩端的電壓限制在TVS的箝制電壓。當過壓條件消失后，TVS又恢復到高阻抗狀態。與陶瓷電容相比，TVS可以承受15 kV的電壓，但陶瓷電容對高壓的承受能力比較弱。5 kV的沖擊就會造成約10％陶瓷電容失效，而到10 kV時，其損壞率將高達到60％。

1.2 TVS器件的主要參數

(1)最小擊穿電壓VBR

當TVS流過規定的電流時，TVS兩端的電壓稱為最小擊穿電壓，在此區域，TVS呈低阻抗的通路。在25℃時，低于這個電壓，TVS是不會發生雪崩擊穿的。

(2)額定反向關斷電壓VWM

VWM是TVS在正常狀態時可承受的電壓，此電壓應大于或等于被保護電路的正常工作電壓。但它又需要盡量與被保護電路的正常工作電壓接近，這樣才不會在TVS工作以前使整個電路面對過壓威脅。按TVS的VBR與標準值的離散度，可把VBR分為5％和10％兩種，對于5％的VBR來說，VWM=0.85VBR腿；而對于10％的VBR來說，VWM=0.81VBR。

(3)最大峰值脈沖電流IPP

IPP是TVS在反向狀態工作時，在規定的脈沖條件下，器件允許通過的最大脈沖峰值電流。

(4)箝位電壓Vc

當脈沖峰值電流Ipp流過TVS時，其兩端出現的最大電壓值稱為箝位電壓Vc。Vc和Ipp反映了TVS的浪涌抑制能力。通常把Vc與VBR之比稱為箝位因子(系數)，其值一般在1.2～1.4之間。實際使用時，應使Vc不大于被保護電路的最大允許安全電壓，否則被保護器件將面臨被損壞的可能。

(5)最大峰值脈沖功耗PM

PM通常是最大峰值脈沖電流Ipp與箝位電壓Vc的乘積，也就是最大峰值脈沖功耗。它是TVS能承受的最大峰值脈沖功耗值。在給定的最大鉗位電壓下，功耗PM越大，其浪涌電流的承受能力越大。另外，峰值脈沖功耗還與脈沖波形、脈沖持續時間和環境溫度有關。而且，TVS所能承受的瞬態脈沖是不可重復施加的。

(6)電容量C

TVS的電容是由其硅片的截面積和偏置電壓來決定的，它是在1 MHz特定頻率下測得的。C的大小與TVS的電流承受能力成正比，C太大，將使信號衰減。因此，電容C是數據接口電路選用TVS的重要參數。

(7)漏電流IR

IR是最大反向工作電壓施加到TVS上時，TVS管的漏電流。當TVS用于高阻抗電路時，這個漏電流IR一個重要參數。

2選用TVS的注意事項

在選用TVS時，根據電路的具體情況，一般應考慮以下幾個主要因素：

首先，由于雙向TVS可以在正反兩個方向吸收瞬時大脈沖功率，并把電壓箝制到預定水平。因此，若電路有可能承受來自兩個方向的浪涌電壓沖擊時，應當選用雙向TVS。雙向TVS一般適用于交流電路，單向TVS一般用于直流電路。另外，箝位電壓Vc不大于被保護電路的最大允許安全電壓。

其次，就是最大峰值脈沖功耗PM必須大于電路中出現的最大瞬態浪涌功率。但是，在實際應用過程中，浪涌有可能重復地出現，在這種情況下，即使單個的脈沖能量比TVS器件可承受的脈沖能量要小得多，但是，如果重復施加，這些單個的脈沖能量積累起來，也可能在某些情況下超過TVS器件所能承受的脈沖能量。因此，在電路設計時，必須在這點上認真考慮并選用合適的TVS器件，以使其在規定的間隔時間內，重復施加脈沖能量的累積不至于超過TVS器件的脈沖能量額定值。

第三，在實際應用過程中，對最大反向工作電壓必須有正確的選取，一般原則是以交流電壓的1.4倍來選取TVS管的最大反向工作電壓。直流電壓則按1.1～1.2倍來選取TVS管的最高反向工作電壓。

3 TVS在電路設計中的典型應用

在實際的應用電路中，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引開。為達到這一目的，將TVS在線路板上與被保護線路并聯。這樣，當瞬時電壓超過電路正常工作電壓后，TNS將發生雪崩擊穿，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，并且在電壓恢復正常值之前使被保護回路一直保持截止電壓。在此之后，當瞬時脈沖結束以后，TVS二極管再自動恢復至高阻狀態，整個回路進入正常電壓狀態。以下是TVS在電路應用中的幾個典型實例。