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深入理解TVS二极管的工作机制与选型要点
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深入理解TVS二极管的工作机制与选型要点

TVS二极管的工作原理详解

TVS二极管基于PN结的雪崩击穿效应工作。当输入电压超过其击穿阈值时，二极管迅速导通，将瞬态能量泄放到地，从而保护后端电路。

两种主要类型：单向与双向TVS二极管

  • 单向TVS：仅对正向过压提供保护，常用于直流电源线保护，如+5V、+12V线路。
  • 双向TVS：可同时应对正负方向的瞬态过压，广泛用于信号线（如RS485、CAN总线、I2C）保护。

关键参数解析

1. 额定钳位电压（Vc）

指在最大峰值脉冲电流下，二极管两端所能维持的最高电压。应确保该值低于被保护电路的最大耐压值。

2. 峰值脉冲电流（Ip）

表示器件能承受的最大瞬态电流，单位为A。例如，1000A的TVS可抵御典型雷击浪涌。

3. 响应时间

一般小于1纳秒，某些高速型号可达0.5纳秒以下，是决定其是否能拦截快速瞬变的关键。

4. 工作电压（Vrwm）

指二极管不导通时允许施加的最大持续电压，必须大于系统正常工作电压，否则会误触发。

选型实用指南

  1. 确定保护对象：是电源线？信号线？还是数据总线？不同对象对应不同封装和参数。
  2. 评估环境风险：若在雷电频繁区域，应选用高Ip等级的器件。
  3. 考虑封装形式：SMD（贴片式）适合小型化设计；DO-214/DO-41等插件式适合高功率场合。
  4. 匹配电路电压：工作电压应略高于系统额定电压，避免误动作。

常见误区提醒

误区一：认为“电压越高越好”——实际上，钳位电压越接近电路耐压，保护效果越佳。

误区二：忽视重复冲击能力——多次浪涌后性能可能下降，需选择具备高可靠性的型号。

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