瞬态电压按捺二极管(TVS)又名钳位二极管，是现在国际上遍及运用的一种高效能电路维护器材，它的外型与一般二极管相同，但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率，它的首要特色是在反向使用条件下，当接受一个高能量的大脉冲时，其作业阻抗当即降至极低的导通值，然后答应大电流经过，一起把电压胁迫在预订水平，其呼应时刻仅为10-12毫秒，因而可有用地维护电子线路中的精细元器材。
瞬态电压按捺二极管答应的正向浪涌电流在TA=250C，T=10ms条件下，可达50～200A。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压胁迫到预订水平，双向TVS适用于沟通电路，单向TVS一般用于直流电路。可用于防雷击、防过电压、抗搅扰、吸收浪涌功率等，是一种抱负的维护器材。耐受才能用瓦特(W)表明。
瞬态电压按捺二极管的首要电参数
(1)击穿电压V(BR)
器材在发生击穿的区域内，在规则的实验电流I(BR)下，测得器材两头的电压称为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。
(2)最大反向脉冲峰值电流IPP
在反向作业时，在规则的脉冲条件下，器材答应经过的最大脉冲峰值电流。 IPP与最大钳位电压VC(MAX)的乘积，便是瞬态脉冲功率的最大值。
运用时应正确选取TVS，使额外瞬态脉冲功率PPR大于被维护器材或线路或许呈现的最大瞬态浪涌功率。
瞬态电压按捺二极管的分类
瞬态电压按捺二极管能够按极性分为单极性和双极性两种，按用处可分为各种电路都适用的通用型器材和特别电路适用的专用型器材。如：各种沟通电压维护器、 4~200mA电流环保器、数据线维护器、同轴电缆维护器、电话机维护器等。若按封装及内部结构可分为：轴向引线二极管、双列直插TVS阵列(适用多线维护)、贴片式、组件式和大功率模块式等。
瞬态电压按捺二极管的使用
现在已广泛使用于计算机体系、通讯设备、交/ 直流电源、轿车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表(电度表)、RS232/422/423/485、 I/O、LAN、ISDN 、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的维护、共模/差模维护、RF耦合/IC驱动接纳维护、电机电磁波搅扰按捺、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、触摸器噪音的按捺等各个领域。
瞬态电压按捺二极管的特色
(1)将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲，如静电放电效应、沟通电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。
(2)静电放电效应能开释超越10000V、60A以上的脉冲，并能继续10ms;而一般的TTL器材，遇到超越30ms的10V脉冲时，便会导至损坏。使用TVS二极管，可有用吸收会构成器材损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的搅扰(Crosstalk)。
(3)将TVS二极管放置在信号线及接地间，能防止数据及操控总线遭到不必要的噪音影响。
瞬态电压按捺二极管的选用技巧
(1)确认被维护电路的最大直流或接连作业电压、电路的额外规范电压和“高端”容限。
(2)TVS额外反向关断VWM应大于或等于被维护电路的最大作业电压。若选用的VWM太低，器材或许进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常作业。串行衔接分电压，并行衔接分电流。
(3)TVS的最大钳位电压VC应小于被维护电路的损坏电压。
(4)在规则的脉冲继续时刻内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM有必要大于被维护电路内或许呈现的峰值脉冲功率。在确认了最大钳位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
(5)关于数据接口电路的维护，还有必要留意选取具有适宜电容C的TVS器材。
(6)依据用处选用TVS的极性及封装结构。沟通电路选用双极性TVS较为合理;多线维护选用TVS阵列更为有利。
(7)温度考虑。瞬态电压按捺器能够在-55℃～+150℃之间作业。假如需求TVS在一个改变的温度作业，因为其反向漏电流ID是随添加而增大;功耗随TVS 结温添加而下降，从+25℃～+175℃，大约线性下降50%雨击穿电压VBR随温度的添加按必定的系数添加。因而，有必要查阅有关产品资料，考虑温度改变对其特性的影响。
处理瞬时脉冲对元件危害的最好方法是将瞬时电流从感应元件引开。 TVS二极管在线路板上与被维护线路并联，当瞬时电压超越电路正常作业电压后，TVS二极管便发生雪崩，供给给瞬时电流一个超低电阻通路，其结果是瞬时电流透过二极管被引开，避开被维护元件，并且在电压康复正常值之前使被维护回路一向坚持截止电压。当瞬时脉冲完毕今后，TVS二极管主动回覆高阻状况，整个回路进入正常电压。许多元件在接受屡次冲击后，其参数及功能会发生退化，而只需作业在限制规模内，二极管将不会发生损坏或退化。
从以上进程能够看出，在挑选TVS二极管时，有必要留意以下几个参数的挑选：
1. 最小击穿电压VBR和击穿电流I R 。 VBR是TVS最小的击穿电压，在25℃时，低于这个电压TVS是不会发生雪崩的。当TVS流过规则的1mA电流(IR )时，加于TVS南北极的电压为其最小击穿电压V BR 。按TVS的VBR与规范值的离散程度，可把VBR分为5%和10%两种。关于5%的VBR来说，V WM =0.85VBR;关于10%的VBR来说，V WM =0.81VBR。为了满意IEC61000-4-2国际规范，TVS二极管有必要到达能够处理最小8kV(触摸)和15kV(空气)的ESD冲击，部份半导体厂商在自己的产品上运用了更高的抗冲击规范。关于某些有特别要求的可携设备使用，设计者能够依需求挑选元件。
2.最大反向漏电流ID和额外反向堵截电压VWM。 VWM是二极管在正常状况时可接受的电压，此电压应大于或等于被维护电路的正常作业电压，不然二极管会不断截止回路电压;但它又需求尽量与被维护回路的正常作业电压挨近，这样才不会在TVS作业曾经使整个回路面对过压要挟。当这个额外反向堵截电压VWM加于TVS的南北极间时它处于反向堵截状况，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。
3.最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流I PP 。当继续时刻为20ms的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，在其两头呈现的最大峰值电压为VC。 V C 、IPP反映了TVS的突波按捺才能。 VC与VBR之比称为钳位因子，一般在1.2~1.4之间。 VC是二极管在截止状况供给的电压，也便是在ESD冲击状况时经过TVS的电压，它不能大于被维护回路的可接受极限电压，不然元件面对被损害的风险。
4.Pppm额外脉冲功率，这是依据最大截止电压和此刻的峰值脉冲电流。关于手持设备，一般来说500W的TVS就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是TVS能接受的最大峰值脉冲功耗值。在特定的最大钳位电压下，功耗PM越大，其突波电流的接受才能越大。在特定的功耗PM下，钳位电压VC越低，其突波电流的接受才能越大。别的，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、继续时刻和环境温度有关。并且，TVS所能接受的瞬态脉冲是不重覆的，元件规则的脉冲重覆频率(继续时刻与间歇时刻之比)为0.01%。假如电路内呈现重覆性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，有或许损坏TVS。
5.电容器量C。电容器量C是由TVS雪崩结截面决议的，是在特定的1MHz频率下测得的。 C的巨细与TVS的电流接受才能成正比，C太大将使信号衰减。因而，C是数据介面电路选用TVS的重要参数。电容器关于数据/信号频率越高的回路，二极管的电容器对电路的搅扰越大，构成噪音或衰减信号强度，因而需求依据回路的特性来决议所选元件的电容器规模。高频回路一般挑选电容器应尽量小(如 LCTVS、低电容器TVS，电容器不大于3pF)，而对电容器要求不高的回路电容器挑选可高于40pF。
瞬态电压按捺二极管特性曲线：
阐明：
VBR：溃散电压@IT- TVS瞬间变为低阻抗的点
VRWM：保持电压-在此阶段TVS为不导通之状况
VC：胁迫电压@Ipp -胁迫电压约略等于1.3*VBR
VF：正导游通电压@IF -正向压降
IR：逆向漏电流@VRWM
IT：溃散电压之测验电流
IPP：突波峰值电流
IF：正导游通电流
图1 单向TVS二极管特性曲线
图2 双向TVS二极管特性曲线
图3 瞬态电压按捺二极管电路原理
