TVS二极管在电路设计应用TOP7 —电路图天天读（133）
瞬态抑制（tvs）二极管又叫箝位型二极管，是目前普遍使用的一种高效能电路保护器件，它的外型与普通二极管相同，但其吸收的浪涌功率可达数千瓦，它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压箝制在预定水平，其响应时间小于1ns，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、损坏极限较高、体积小等优点。
在实际应用电路中，处理瞬时脉冲对器件损害的最好办法，就是将瞬时电流从敏感器件引开。为达到这一目的，将tvs二极管在pcb上与被保护器件并联。这样，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，tvs二极管将发生雪崩击穿，从而提供给瞬时电流一个超低阻抗的通路，其结果是瞬时电流通过tvs二极管被引开，从而避开被保护器件，并且电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压，在此之后，当瞬时脉冲结束以后，tvs二极管在自动恢复至高阻状态，整个回路进入正常电压状态。以下是tvs二极管在电路应用中的几个典型实例。
tvs二极管在交流电路中的应用
如图1所示，这是一个双向tvs二极管在交流电路中的应用，可以有效地抑制电网带来的过载脉冲，从而起到保护整流桥及负载中所有元器件的作用。
图1 tvs二极管应用于交流电路
如图2所示，单向tvs二极管并联于整流管旁侧，以保护整流管不被瞬时脉冲击穿。
图2 tvs二极管应用于整流电路
tvs二极管应用于直流稳压电源保护
图3是一个直流稳压电压，在其输出端加上tvs二极管，可以保护使用该电源的仪器设备，同时还可以吸收电路中晶体管的集电极到发射极间的峰值电压，从而保护晶体管。建议在每个稳压源的输出端增加一个tvs二极管，这样可以大幅度地提高整机的可靠性。
图3 tvs二极管应用于直流稳压电源保护
tvs二极管应用于晶体管电路保护
各种瞬变电压会使晶体管的eb结或ce结击穿而损坏，当晶体管集电极有感性（继电器线圈、变压器、电动机）负载时，通常会产生高压反电势，可能损坏晶体管。在实际应用中，建议采用tvs二极管作为保护器件。图4所示为tvs二极管应用于晶体管电路的保护实例。
图4 tvs二极管用于晶体管电路保护
集成电路的保护
由于现代ic的集成度越来越高，而其耐压则越来越低，因而很容易受到瞬变电压的冲击而损坏，故须采取保护措施。通常在cmos电路的输入端及输出端都有保护网络，为了可靠起见，在各整机对外接口处也增加了各种保护网络。图5中给出了用tvs二极管对cmos器件进行保护的有关电路措施。
图5 tvs二极管集成电路保护实例
tvs二极管应用于集成电路运放保护
集成运放对外界电应力非常敏感，图6所示是用tvs在运放差模输入端防止过压损伤的保护电路。
图6 tvs二极管应用于集成运放保护
tvs二极管应用于通信端口保护
通信总线需要与外部很多设备进行数据交换，要增加浪涌防护功能；如图7所示，tvs二极管对管在rs-485收发器接口处实现共模浪涌防护功能。
图7 通信端口保护电路
tvs二极管是一种保护敏感元器件免受esd和emi浪涌脉冲的有效、低成本的器件，随着tvs二极管的迅速发展和广泛应用，本文通过介绍tvs二极管的特性及关键参数、选型、典型应用、性能优化和电路设计中的注意事项，使tvs二极管在电路设计应用中发挥最佳性能，有效解决电路瞬变干扰引起的过压问题，大大提高电子设备的安全性和可靠性。
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在实际应用电路中，处理瞬时脉冲对器件损害的最好办法，就是将瞬时电流从敏感器件引开。为达到这一目的，将tvs二极管在pcb上与被保护器件并联。这样，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，tvs二极管将发生雪崩击穿，从而提供给瞬时电流一个超低阻抗的通路，其结果是瞬时电流通过tvs二极管被引开，从而避开被保护器件，并且电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压，在此之后，当瞬时脉冲结束以后，tvs二极管在自动恢复至高阻状态，整个回路进入正常电压状态。以下是tvs二极管在电路应用中的几个典型实例。
tvs二极管在交流电路中的应用
如图1所示，这是一个双向tvs二极管在交流电路中的应用，可以有效地抑制电网带来的过载脉冲，从而起到保护整流桥及负载中所有元器件的作用。
图1 tvs二极管应用于交流电路
如图2所示，单向tvs二极管并联于整流管旁侧，以保护整流管不被瞬时脉冲击穿。
图2 tvs二极管应用于整流电路
tvs二极管应用于直流稳压电源保护
图3是一个直流稳压电压，在其输出端加上tvs二极管，可以保护使用该电源的仪器设备，同时还可以吸收电路中晶体管的集电极到发射极间的峰值电压，从而保护晶体管。建议在每个稳压源的输出端增加一个tvs二极管，这样可以大幅度地提高整机的可靠性。
图3 tvs二极管应用于直流稳压电源保护
tvs二极管应用于晶体管电路保护
各种瞬变电压会使晶体管的eb结或ce结击穿而损坏，当晶体管集电极有感性（继电器线圈、变压器、电动机）负载时，通常会产生高压反电势，可能损坏晶体管。在实际应用中，建议采用tvs二极管作为保护器件。图4所示为tvs二极管应用于晶体管电路的保护实例。
图4 tvs二极管用于晶体管电路保护
集成电路的保护
由于现代ic的集成度越来越高，而其耐压则越来越低，因而很容易受到瞬变电压的冲击而损坏，故须采取保护措施。通常在cmos电路的输入端及输出端都有保护网络，为了可靠起见，在各整机对外接口处也增加了各种保护网络。图5中给出了用tvs二极管对cmos器件进行保护的有关电路措施。
图5 tvs二极管集成电路保护实例
tvs二极管应用于集成电路运放保护
集成运放对外界电应力非常敏感，图6所示是用tvs在运放差模输入端防止过压损伤的保护电路。
图6 tvs二极管应用于集成运放保护
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图7 通信端口保护电路
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