在電子電路的世界裏，電壓的穩定如同基石般重要。然而，現實中瞬態過電壓卻如影隨形，隨時可能對電路造成損害。這時，TVS（Transient Voltage Suppressor）—— 瞬態電壓抑制器，就如同電路的 “保護神”，挺身而出。今天，就讓我們深入瞭解 TVS 的參數奧秘。

01、TVS 管是什麼？

TVS 管，又稱瞬態電壓抑制二極體，是一種新型高效電路保護器件。它擁有極快的回應時間，能在亞納秒級的瞬間做出反應，同時具備相當高的浪湧吸收能力。其工作原理基於其特殊的結構和電學特性，當 TVS 的兩端經受瞬間的高能量衝擊時，它能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變為低阻抗，從而吸收一個瞬間大電流，並將其兩端電壓鉗制在一個預定的數值上，保護後面的電路元件免受瞬態高壓尖峰脈衝的衝擊。形象地說，它就像是電路中的 “安全閥”，當電壓異常升高時，迅速開啟釋放能量，確保電路安全。

02、TVS 管的重要選型參數

1. 反向工作電壓（VRWM）

反向工作電壓是 TVS 能連續施加而不引起劣化或損壞的最高工作峰值電壓或直流峰值電壓。這是一個關鍵參數，在選型時，TVS 管的最高工作電壓要大於被保護電路的最高工作電壓，這樣才能保證在電路正常工作時，TVS 管處於截止狀態，不影響電路正常運行。但也不能過高，否則會導致鉗位電壓較高，增加後級電路的負擔。一般而言，可選擇為被保護電路最高工作電壓的 1.1 - 1.2 倍。例如，若被保護電路的最高工作電壓為 10V，那麼 TVS 管的反向工作電壓應在 11V - 12V 之間選取。

2. 漏電流（IR）

漏電流也稱待機電流，是在規定溫度和最高工作電壓條件下流過 TVS 的最大電流。對於同功率和同電壓的 TVS，在 VRWM≤10V 時，雙向 TVS 漏電流是單向 TVS 漏電流的兩倍。漏電流主要帶來功率的損耗，在模擬信號中還可能影響 AD 信號的採樣值，因此，TVS 的漏電流越小越好。比如在一些對功耗要求極高的可攜式設備中，就需要選擇漏電流極小的 TVS 管，以減少不必要的電量消耗。

3. 擊穿電壓（VBR）

擊穿電壓是當 ESD 防護開始工作的電壓，一般是 TVS 通過 1mA 時的電壓，且施加電流的時間不超過 400ms，以免損壞器件。VBR 有一個偏差範圍，即 VBRmin 和 VBRmax，一般 TVS 的偏差為 ±5%，測量時 VBR 落在這個範圍內視為合格品。在選型時，應根據電路中可能出現的瞬態過電壓情況來選擇合適的擊穿電壓。若擊穿電壓選得過低，TVS 管可能在正常的電壓波動下就導通，影響電路正常工作；若選得過高，則可能無法及時有效地抑制瞬態過電壓。假設電路中可能出現的瞬態過電壓為 20V，那麼選擇的 TVS 管擊穿電壓應略高於 20V，同時要考慮其偏差範圍，確保在實際工作中能準確回應。

4. 峰值脈衝電流（IPP）

峰值脈衝電流是給定脈衝電流波形的峰值，TVS 一般選用 10/1000μs 或者 8/20μs 的電流波形。IPP 是衡量 TVS 在電路保護中抵抗浪湧脈衝電流能力的重要參數。TVS 管的峰值脈衝電流要大於電路中可能出現的最大瞬態浪湧電流，這樣才能保證在瞬態過電壓發生時，TVS 管能夠有效地吸收浪湧電流，保護後級電路。同型號的 TVS 管，峰值脈衝電流越大，其耐脈衝電流衝擊的能力越強。例如，在一個可能會遭受大電流浪湧衝擊的電源電路中，就需要選擇峰值脈衝電流較大的 TVS 管，以確保在極端情況下也能保護電路。

5. 鉗位電壓（VC）

鉗位電壓是施加在規定波形的峰值脈衝電流 IPP 時，TVS 兩端的峰值電壓。IPP 和 VC 相互關聯，共同衡量 TVS 在電路保護中抵抗浪湧脈衝電流以及限制電壓的能力。對於相同型號的 TVS，在相同 IPP 下的 VC 越小，說明 TVS 的鉗位特性越好。在選型時，鉗位電壓要小於後級被保護電路中最大可承受的瞬態安全電壓。在相同峰值脈衝電流下，鉗位電壓越小，對後級電路的保護效果就越佳。比如在一個對電壓敏感的晶片前級電路中，就需要選擇鉗位電壓低的 TVS 管，以確保晶片不會受到過高電壓的衝擊。

6. 結電容

結電容是 TVS 中的寄生電容，在高速 io 端口保護等對信號傳輸速度要求較高的場合需要重點關注，過大的結電容可能會影響信號的品質。在高速 io 端口防護、模擬信號採樣、數據介面、通信線路防護等場景中，需要選擇結電容較小的 TVS 管，以減少對信號的影響。例如在高速 USB 介面電路中，若 TVS 管的結電容過大，可能會導致數據傳輸錯誤、信號失真等問題，因此要精心挑選結電容符合要求的 TVS 管。