目录TVS的基本参数1.反向截止电压reverse standoff voltage VRWM2.结电容Junction Capactiance Cd3.反向漏电流reverse leakage current IRM4.击穿电压breakdown voltage VBR5、电容匹配ΔCd/Cd6、箝位电压clamping voltageVCL7、差分电阻differential resistancerdif8、脉冲峰值功率peak pulse powerPPP9、脉冲峰值电流peak pulse currentIPP10、结温11、静电放电电压(electrostatic discharge voltage) VESD特性曲线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 17626.5IEC 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 VRWMTVS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Junction Capacitance Cd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。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TVSVBR为正向击穿电压如15V。双向TVSVBR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 voltageVCL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 resistancerdif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IR1mA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 powerPPP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 currentIPP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
