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瞬态抑制二极管的作用

Release time：2024-01-05

author：AMEYA360

source：二极管

reading：2033

　　瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppression Diode，简称TVS二极管)是一种广泛应用于电子电路中的保护元件。它主要用于抑制瞬态过电压，保护电路中的敏感元件免受过电压损坏。本文AMEYA360将介绍瞬态抑制二极管的作用、原理和主要应用场景。

瞬态抑制二极管的作用

　　1.瞬态抑制二极管的作用和原理

　　瞬态抑制二极管的主要作用是保护电路中的敏感元件免受瞬态过电压的影响。在电路中，当出现瞬态过电压时，例如闪电击中电线或电源突然开关断开时，会产生高能量的电流冲击。这些过电压可能会引起电路中的敏感元件损坏，如集成电路、传感器、保险丝等。

　　瞬态抑制二极管通过具有特殊结构和材料组成的二极管来实现对瞬态过电压的抑制。当电路中出现过电压时，瞬态抑制二极管会迅速启动并形成一个低电阻通路，将过电压引导到地或其他安全的电位上。这样可以避免过电压对敏感元件造成损坏，起到保护作用。

　　2.瞬态抑制二极管的主要特点

　　瞬态抑制二极管具有以下几个主要特点：

　　2.1 高响应速度：瞬态抑制二极管具有非常快的响应速度，能够在纳秒级别内启动和导通。这是因为它采用了特殊的材料和结构设计，使得其击穿电压较低，能够有效地抑制瞬态过电压。

　　2.2 低反向电阻：瞬态抑制二极管在正常工作状态下具有很高的电阻，不会对电路中的正常信号造成显著影响。但当出现过电压时，其电阻会迅速降低，形成一个低电阻通路，将过电压引导到地或其他安全的电位上。

　　2.3 高耐压能力：瞬态抑制二极管能够承受高电压冲击而不被损坏。其击穿电压一般远高于电路中正常工作电压，确保了其在正常工作范围内能够有效地抑制过电压。

　　2.4 高能量吸收能力：瞬态抑制二极管能够吸收高能量的瞬态过电压，并将其转化为热量。这是因为其具有较大的能量耗散能力，能够保证对过电压的有效抑制和分散。

　　3.瞬态抑制二极管的应用场景

　　瞬态抑制二极管广泛应用于各种电子电路中，特别是那些对瞬态过电压比较敏感的设备和系统。以下是一些典型的应用场景：

　　3.1 通信设备：在通信设备中，瞬态抑制二极管被广泛应用于保护各种通信设备，如电话线路、网络设备和无线通信设备等。这些设备经常面临来自闪电、静电放电和电源突变等因素引起的瞬态过电压。使用瞬态抑制二极管可以有效地保护这些设备免受过电压损害。

　　3.2 电源保护：在电源系统中，瞬态抑制二极管被用于保护电路免受电源干扰和电源突变引起的瞬态过电压。这些过电压可能会对电源滤波器、稳压器和其他关键元件造成损坏。通过在电源输入端安装瞬态抑制二极管，可以有效地减少这些过电压对电路的影响。

　　3.3 工业自动化：在工业自动化领域中，各种敏感设备(如传感器和控制器)需要受到可靠的保护，以确保其正常运行。由于工业环境中存在较大的电磁干扰和电源噪声，这些敏感设备容易受到瞬态过电压的影响。瞬态抑制二极管可以有效地保护这些设备，并提高工业系统的可靠性和稳定性。

　　3.4 汽车电子：在汽车电子系统中，瞬态抑制二极管常被用于保护电路免受来自发动机点火系统、电磁干扰和电压突变等因素引起的瞬态过电压。这些过电压可能会对汽车电子设备(如控制单元、传感器和娱乐系统)造成严重损害。通过使用瞬态抑制二极管，可以确保汽车电子设备的稳定运行和长寿命。

　　4.瞬态抑制二极管的注意事项

　　在使用瞬态抑制二极管时，需要注意以下几点：

　　4.1 选型和安装：根据具体应用场景的需求，选择合适的瞬态抑制二极管型号和规格。确保其击穿电压、最大耐压和能量吸收能力等参数符合设计要求。同时，正确安装瞬态抑制二极管，保证其与被保护设备之间的连接良好，以提供最佳的保护效果。

　　4.2 维护和更换：定期检查和测试瞬态抑制二极管的性能，确保其正常工作。如果出现故障或过期(如超过推荐寿命)，及时更换瞬态抑制二极管，以保证设备的持续保护。

　　4.3 综合保护：瞬态抑制二极管通常是电子电路中的一个重要组成部分，但单独使用它可能不能提供全面的保护。在设计和应用中，应综合考虑其他保护方法和器件，如保险丝、EMI滤波器和过压继电器等，以实现全面的瞬态过电压保护。

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行业新闻

TVS二极管和齐纳二极管的区别

　　TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管和齐纳二极管都具有在施加反向电压后，在某一电压下击穿、钳制电压的特性。本应用笔记将对 TVS 二极管和齐纳二极管的区别予以说明。I-V 特性上的使用范围区别Figure 1 是齐纳二极管的 I-V 特性，Figure 2 是 TVS 二极管的 I-V 特性。这两个二极管都利用了反方向特性这一点，但是齐纳二极管主要用于稳压用途，所以设计成在 1mA 到 40mA 这样的小电流区域电压稳定，不能流过大电流(Figure 1 的阴影部分)。在击穿区域内施加指定的小电流 IZ 时，二极管两端电压值被规定为齐纳电压 VZ。齐纳二极管通常在使用时处于击穿状态。　　对于 TVS 二极管，为了不妨碍保护电路的驱动电压，通常使用在切断电压 VRWM 以下电压范围内(Figure 2 右侧的阴影部分)。然后，施加浪涌等过电压时会击穿、流过数 A 到数十 A 的电流(左侧的阴影部分)。由于通常情况下不可以击穿，因此规定了绝对不会引起击穿的电压最大值即截至电压 VRWM 和击穿电压 VBR 两种。　　由于击穿电压 VBR 与齐纳电压 VZ 一样使用小电流进行测量，因此与实际应用条件下的雪崩电压不同。因此，将流过大电流时的最大击穿电压规定为钳位电压 VCL。Datasheet 上参数定义的区别TVS 二极管和齐纳二极管的 datasheet 上规定的差异如 Table 1 所示。在前面中也说明过，由于齐纳二极管主要用于稳压用途，所以只规定了小电流域的齐纳电压 VZ。与此相对，TVS 二极管有着小电流区域的击穿电压 VBR、截至电压 VRWM、高电流区域的钳位电压 VCL3 个参数的区分。只有 TVS 二极管会有表示在特定浪涌波形中能承受的最大浪涌功率的峰值脉冲功率 PPP 和表示最大浪涌电流的峰值脉冲电流 IPP 的定义。仅有 TVS 二极管有 ESD 对策用的 ESD 耐量的规定。对于端子间电容，在通信线路中使用时，需要选择数据波形不会被电容影响而钝化的端子间电容值，因此仅 TVS 二极管有该项规定。如上所述，齐纳二极管主要用于稳压，因此 datasheet 上的参数定义主要是齐纳电压等，项目较少。而 TVS 二极管的目的是保护其他设备不受浪涌的影响，所以电压的参数定义比较广泛，还规定了 ESD 耐量和端子间容量等重要项目。

2025-07-10 15:01 reading：579

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