TVS二极管数据手册解读

        

目录

TVS的基本参数

1.反向截止电压（reverse standoff voltage）   VRWM

2.结电容（reverse standoff voltage）   VRWM

3.反向漏电流（reverse leakage current）   IRM

4.击穿电压（breakdown voltage）   VBR

 5、电容匹配（ΔCd/Cd）

6、箝位电压（clamping voltage）VCL

7、差分电阻（differential resistance）rdif

8、脉冲峰值功率（peak pulse power）PPP

9、脉冲峰值电流（peak pulse current）IPP

10、结温

11、静电放电电压(electrostatic discharge voltage) VESD

特性曲线：

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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