目录
[1.反向截止电压(reverse standoff voltage) VRWM](#1.反向截止电压(reverse standoff voltage) VRWM)
[2.结电容(reverse standoff voltage) VRWM](#2.结电容(reverse standoff voltage) VRWM)
[3.反向漏电流(reverse leakage current) IRM](#3.反向漏电流(reverse leakage current) IRM)
[4.击穿电压(breakdown voltage) VBR](#4.击穿电压(breakdown voltage) VBR)
[6、箝位电压(clamping voltage)VCL](#6、箝位电压(clamping voltage)VCL)
[7、差分电阻(differential resistance)rdif](#7、差分电阻(differential resistance)rdif)
[8、脉冲峰值功率(peak pulse power)PPP](#8、脉冲峰值功率(peak pulse power)PPP)
[9、脉冲峰值电流(peak pulse current)IPP](#9、脉冲峰值电流(peak pulse current)IPP)
[11、静电放电电压(electrostatic discharge voltage) VESD](#11、静电放电电压(electrostatic discharge voltage) VESD)
TVS管关键参数及应用中的核心考量因素在过电压防护元件中,瞬态抑制二极管作为一种主流选择,其参数直接关联保护效果与应用可靠性。本文以安世的双向TVS二极管PESD1CAN为例解读TVS的基本参数。
在此之前先介绍一下两种测试条件:8/20μs、10/1000μs。
参数 | 8/20μs 波形 | 10/1000μs 波形 |
---|---|---|
波头时间 | 电流从10%→90%峰值需 8μs | 电流从10%→90%峰值需 10μs |
波尾时间 | 电流从峰值→50%需 20μs | 电流从峰值→50%需 1000μs |
能量强度 | 中等能量(短时高频) | 高能量(长时低频) |
标准依据 | IEC 61000-4-5、GB/T 17626.5 | IEC 62305(雷击防护) |
10/1000μs波形的能量远大于8/20μs(因持续时间长)。
TVS 的基本参数
1. 反向截止电压(reverse standoff voltage) VRWM
TVS二极管在正常工作时可长期承受的最大反向电压(不导通状态)。当电压超过V_R时,TVS开始进入雪崩击穿区,发挥钳位作用。
该二极管的反向承受电压为24V
没有人会用TVS做正向导通,因此反向工作电压的值就是指该点的常态电压最大值。

2. 结电容(reverse standoff voltage) VRWM
防护器件都有分布电容,它会对高频信号产生影响,所以要关注这个指标!TVS的电容值越大对电路的影响越大,比如衰减信号很大;对于数据/信号频率越高的电路,电容值要越小,比如USB2.0,最大速率为480Mbit/S,电容不能超过3pF,千兆以太网要求电容不能超过1pF,一般TVS结电容在pF级别,低结电容的TVS二极管其原理是通过TVS管串联普通二极管,串联后其防护电路的电容将会有大幅度降低。TVS管结电容处于GDT和MOV之间,高速电路使用要注意。
双向TVS是背靠背的,相当于两个结电容并联,所以双向TVS比单向的结电容要小。
功率越大,结电容也就越大

3. 反向漏电流(reverse leakage current) IRM
反向漏电流(IRM)是TVS二极管(瞬态电压抑制二极管)在 反向截止状态(未触发时) 流过的微小电流,是评估器件静态功耗和信号隔离能力的关键参数。通常为纳安(nA)或微安(μA)级。高温下IRM会显著增大.
反向漏电流会影响的问题:漏电流导致待机功耗升高。干扰微弱信号测量(如影响ADC精度)。
双向TVS的漏电流是单向两倍。

4. 击穿电压(breakdown voltage) VBR
击穿电压(VBR)是TVS二极管(瞬态电压抑制二极管)的核心参数,标志着其从 高阻态 转变为 低阻态 的临界点,决定了器件的触发保护阈值。
也就是说超过此值的浪涌电压会被短路。
单向TVS:VBR为正向击穿电压(如15V)。
双向TVS:VBR为绝对值(如±15V)。

5 、电容匹配(ΔCd/Cd)
同一封装内多个二极管的电容一致性,通常表示为 相对偏差百分比。电容失配会导致 差分信号畸变,引入共模噪声。

6 、箝位电压(clamping voltage)VCL
与前面的VBR不太一样,VBR是TVS开始雪崩击穿时的电压,超过此值TVS的电流激增。而VCL是指TVS两端能够达到的峰值,也就是说该电压不能超过被保护电路的电压。
IPP为1A是,VCL为40V。若被保护电路的耐压值为30V,则该TVS不能很好的保护电路。

7 、 差分电阻(differential resistance)rdif
差分电阻(differential resistance) 是二极管或TVS器件在小信号分析中的动态阻抗参数,通常在指定测试电流(如IR=1mA)下测量。
二极管在特定工作点(电流IR)下,电压微小变化与电流微小变化的比值:
反映器件对微小信号波动的阻抗特性:
高rd(如300Ω)可能对高频小信号(如射频检波)产生衰减。
低rd(如10Ω)适合大电流整流或快速开关。
rd影响钳位响应速度,通常希望 rd越小越好(快速泄放浪涌)。

8 **、**脉冲峰值功率(peak pulse power)PPP
脉冲峰值功率(PPP)是TVS二极管(瞬态电压抑制二极管)在瞬态浪涌事件中能安全吸收的最大能量,直接决定器件的浪涌防护能力。
TVS在指定脉冲波形(如8/20μs或10/1000μs)下,可重复承受的 瞬时功率最大值。
测试条件:
测试波形:8/20μs(常用)、10/1000μs(高能量)。
脉冲次数:通常标称PPP对应1000次冲击后的性能。

9 、脉冲峰值电流(peak pulse current)IPP
脉冲峰值电流(IPP)是TVS二极管、压敏电阻(MOV)等瞬态抑制器件在浪涌事件中能够安全承受的最大瞬时电流值,直接决定器件的浪涌防护能力。
TVS二极管在指定测试波形(如8/20μs)下,可重复承受的 最大瞬时电流峰值,且不损坏或性能劣化。反映器件对瞬态大电流的耐受能力。

10 、结温
这部分和其他元件计算方法一样,不在赘述

11 、静电放电电压(electrostatic discharge voltage) VESD
衡量电子器件(如TVS二极管、集成电路)抵抗静电放电(ESD)事件能力的核心参数,直接决定器件在静电环境下的可靠性。
器件能承受而不损坏的 静电放电最高电压值,通常基于人体模型(HBM)、机器模型(MM)或充电器件模型(CDM)测试。
IEC 61000-4-2(最常用):模拟人体放电,分4个等级(Level 1~4)。
Level 1 ±2kV 低灵敏度环境(如工业控制)
Level 2 ±4kV 普通消费电子
Level 3 ±6kV 车载电子、便携设备
Level 4 ±8kV 高可靠性系统(医疗、航天)


特性曲线:
后续在分析