在电子电路的世界里，电压的稳定如同基石般重要。然而，现实中瞬态过电压却如影随形，随时可能对电路造成损害。这时，TVS（Transient Voltage Suppressor）—— 瞬态电压抑制器，就如同电路的 “保护神”，挺身而出。今天，就让我们深入了解 TVS 的参数奥秘。

01、TVS 管是什么？

TVS 管，又称瞬态电压抑制二极管，是一种新型高效电路保护器件。它拥有极快的响应时间，能在亚纳秒级的瞬间做出反应，同时具备相当高的浪涌吸收能力。其工作原理基于其特殊的结构和电学特性，当 TVS 的两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，从而吸收一个瞬间大电流，并将其两端电压钳制在一个预定的数值上，保护后面的电路元件免受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。形象地说，它就像是电路中的 “安全阀”，当电压异常升高时，迅速开启释放能量，确保电路安全。

02、TVS 管的重要选型参数

1. 反向工作电压（VRWM）

反向工作电压是 TVS 能连续施加而不引起劣化或损坏的最高工作峰值电压或直流峰值电压。这是一个关键参数，在选型时，TVS 管的最高工作电压要大于被保护电路的最高工作电压，这样才能保证在电路正常工作时，TVS 管处于截止状态，不影响电路正常运行。但也不能过高，否则会导致钳位电压较高，增加后级电路的负担。一般而言，可选择为被保护电路最高工作电压的 1.1 - 1.2 倍。例如，若被保护电路的最高工作电压为 10V，那么 TVS 管的反向工作电压应在 11V - 12V 之间选取。

2. 漏电流（IR）

漏电流也称待机电流，是在规定温度和最高工作电压条件下流过 TVS 的最大电流。对于同功率和同电压的 TVS，在 VRWM≤10V 时，双向 TVS 漏电流是单向 TVS 漏电流的两倍。漏电流主要带来功率的损耗，在模拟信号中还可能影响 AD 信号的采样值，因此，TVS 的漏电流越小越好。比如在一些对功耗要求极高的便携式设备中，就需要选择漏电流极小的 TVS 管，以减少不必要的电量消耗。

3. 击穿电压（VBR）

击穿电压是当 ESD 防护开始工作的电压，一般是 TVS 通过 1mA 时的电压，且施加电流的时间不超过 400ms，以免损坏器件。VBR 有一个偏差范围，即 VBRmin 和 VBRmax，一般 TVS 的偏差为 ±5%，测量时 VBR 落在这个范围内视为合格品。在选型时，应根据电路中可能出现的瞬态过电压情况来选择合适的击穿电压。若击穿电压选得过低，TVS 管可能在正常的电压波动下就导通，影响电路正常工作；若选得过高，则可能无法及时有效地抑制瞬态过电压。假设电路中可能出现的瞬态过电压为 20V，那么选择的 TVS 管击穿电压应略高于 20V，同时要考虑其偏差范围，确保在实际工作中能准确响应。

4. 峰值脉冲电流（IPP）

峰值脉冲电流是给定脉冲电流波形的峰值，TVS 一般选用 10/1000μs 或者 8/20μs 的电流波形。IPP 是衡量 TVS 在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流能力的重要参数。TVS 管的峰值脉冲电流要大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌电流，这样才能保证在瞬态过电压发生时，TVS 管能够有效地吸收浪涌电流，保护后级电路。同型号的 TVS 管，峰值脉冲电流越大，其耐脉冲电流冲击的能力越强。例如，在一个可能会遭受大电流浪涌冲击的电源电路中，就需要选择峰值脉冲电流较大的 TVS 管，以确保在极端情况下也能保护电路。

5. 钳位电压（VC）

钳位电压是施加在规定波形的峰值脉冲电流 IPP 时，TVS 两端的峰值电压。IPP 和 VC 相互关联，共同衡量 TVS 在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流以及限制电压的能力。对于相同型号的 TVS，在相同 IPP 下的 VC 越小，说明 TVS 的钳位特性越好。在选型时，钳位电压要小于后级被保护电路中最大可承受的瞬态安全电压。在相同峰值脉冲电流下，钳位电压越小，对后级电路的保护效果就越佳。比如在一个对电压敏感的芯片前级电路中，就需要选择钳位电压低的 TVS 管，以确保芯片不会受到过高电压的冲击。

6. 结电容

结电容是 TVS 中的寄生电容，在高速 io 端口保护等对信号传输速度要求较高的场合需要重点关注，过大的结电容可能会影响信号的质量。在高速 io 端口防护、模拟信号采样、数据接口、通信线路防护等场景中，需要选择结电容较小的 TVS 管，以减少对信号的影响。例如在高速 USB 接口电路中，若 TVS 管的结电容过大，可能会导致数据传输错误、信号失真等问题，因此要精心挑选结电容符合要求的 TVS 管。

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