TVS(Transient Voltage Suppressor)二極管是一種專門用于保護電路的元器件，它能夠在瞬間吸收過高的電壓脈沖，使被保護系統不受損壞。本文將介紹TVS二極管的工作原理、參數、應用、選擇和注意事項進行詳細的講解。

一. 什么是TVS二極管

TVS二極管(Transient Voltage Suppressor，瞬態電壓抑制二極管)，TVS二極管的特點是具有高響應速度、低穩態電阻、高峰值功耗能力和極低的反向漏電流等優良性能。它可以在納秒級別內啟動，使電路設備在高電壓沖擊事件中獲得更好的保護。

TVS二極管是一種保護用的電子零件，可以保護電器設備不受導線引入的電壓尖峰破損壞。有單向的及雙向的。

單向:TVS二極管在順向操作時類似整流子，但在其設計允許承受很大的峰值電流，1.5KE系列的瞬間功率可以到1500 W。

雙向:TVS二極管可以視為是二個極性相反的雪崩二極管相串聯，再和要保護的電路并聯。雖然在電路中會標示為二個二極管，不過實際元件是將二個二極管封裝在同一個包裝中。

TVS二極管是目前市場上普遍使用的一種有效能電路保護器件，它的外型與普通二極管相同，分為軸式和貼片兩大類，它的主要作用：能吸收高 達數千瓦的浪涌功率，它的主要特點是在反向應用條件下，當承受一個高能量的大脈沖時，其工作阻抗立即降至較低的導通值，從而允許大電流通過，同時把電壓箝制在預定水平，其響應時間只 為10-12毫秒。因此，可有效地保護電子線路中的精元器件。那么雙向TVS可在正反兩個方向吸收瞬時大脈沖功率，并把電壓箝制到預定水平，雙向 TVS適用于交流電路，單向TVS一般用于直流電路。可用于防雷擊、防過電壓、抗干擾、吸收浪涌功率等，是一種理想的保護器件。

二.參數

TVS二極管的主要參數包括最大反向工作電壓、最大峰值放電電流、最大反向浪涌電流等。

最大反向工作電壓指的是TVS二極管可承受的最大反向電壓。超過該電壓，TVS二極管將失去保護能力。

最大峰值放電電流指的是TVS二極管在被電壓脈沖擊打時，能夠吸收的最大電流。

最大反向浪涌電流指的是TVS二極管在被電壓脈沖擊打后，能夠承受的最大反向浪涌電流。

三. TVS二極管的工作原理

TVS二極管的工作原理基于Zener效應，即當PN結兩側的電壓超過某一臨界值時，PN結會發生擊穿瞬間導通的現象。TVS二極管是一種特殊設計的Zener二極管，它能夠承受更高的電流和功率，使其在瞬態高壓事件中具有更好的保護能力。TVS二極管的工作原理基于與正常二極管相似的單向導電性質。但不同的是，當外界電壓超出某個特定范圍時，TVS二極管會迅速變成低阻抗狀態，將電壓過載脈沖吸收掉，并且阻止這些脈沖進入到被保護的電路中，從而保護電路系統不受到電壓峰值的侵害。

具體來說，當輸入電路的電壓超過TVS二極管的工作電壓范圍時，TVS二極管會立即啟動，將多余的電荷導向地線或其他低阻抗路徑上，從而避免電路設備受到過壓損壞。

四. TVS二極管的應用

由于TVS二極管的響應速度快、脆弱性強和限制電壓穩定性好等優點，因此它被廣泛應用于各種電子電路的瞬態保護和ESD防護領域。下面是幾個常見的應用場景：

電源保護：TVS二極管可以用于保護電源輸入端不受電源線電壓的過沖和過壓損壞。

通訊接口保護：TVS二極管可以用于保護串口、網口、USB接口等通訊接口的設備不受雷電、ESD等突發電壓事件的損壞。

汽車電子：TVS二極管可以用于汽車電子中來抵御模擬電路和數字電路中的過壓事件，保護汽車電器設備不受過壓、浪涌和ESD等影響，防止因汽車起動、熄火、突然剎車等發生的電壓干擾而導致設備故障。

電子設備：在各類電子設備中，如計算機、手機、數碼相機等，TVS二極管被廣泛應用于保護關鍵電路不受瞬變電壓的影響。

工業自動化：工業自動化系統中也需要使用TVS二極管來保護PLC、DCS等關鍵控制器的穩定運行。

在選擇TVS二極管時，需要考慮以下幾個因素：

峰值功耗能力：根據瞬態高峰電壓的大小和持續時間，選擇具有足夠峰值功耗能力的TVS二極管。

工作電壓：TVS二極管的工作電壓必須大于被保護系統的最高電壓。

極限耐受功率：根據被保護系統的功率需求選擇適當的TVS二極管。

響應時間：TVS二極管必須能夠在被保護系統出現過壓時迅速響應，防止損壞。

最大脈沖電流：TVS二極管的最大脈沖電流必須大于或等于被保護系統的最大脈沖電流。

工作溫度范圍：選擇TVS二極管時要確保其能夠在被保護系統的工作溫度范圍內正常工作。