[科普中國]-瞬態(tài)電壓抑制二極管

瞬態(tài)電壓抑制二極管（Transient voltage suppression diode）也稱為TVS二極管，是一種保護(hù)用的電子零件，可以保護(hù)電器設(shè)備不受導(dǎo)線引入的電壓尖峰破壞。

說明TVS二極管會(huì)和要保護(hù)的電路并聯(lián)。當(dāng)其電壓超過突崩潰準(zhǔn)位時(shí)，直接分流過多的電流。TVS二極管是箝位器，會(huì)抑制超過其崩潰電壓的過高電壓。當(dāng)過電壓消失時(shí)，TVS二極管會(huì)自動(dòng)復(fù)歸，而其吸收的能量比類似額定的撬棒電路要大很多。

TVS二極管有單向的及雙向的。單向的TVS二極管在順向操作時(shí)類似整流子，但在其設(shè)計(jì)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。

雙向的TVS二極管可以視為是二個(gè)極性相反的雪崩二極管相串聯(lián)，再和要保護(hù)的電路并聯(lián)。雖然在電路中會(huì)標(biāo)示為二個(gè)二極管，不過實(shí)際元件是將二個(gè)二極管封裝在同一個(gè)包裝中。

TVS二極管過電壓反應(yīng)的速度會(huì)比其他的過電壓保護(hù)元件（例如壓敏電阻或是氣體放電管）要快。實(shí)際的箝位大約只有一皮秒，但因?yàn)閷?shí)際電路中導(dǎo)線存在電感，因此保護(hù)元件需容許較長時(shí)間的大電壓。因此TVS二極管會(huì)比其他元件適合保護(hù)電路不受很快，而且有破壞性的電壓突波。像許多分散式的電路都有這種快速的過電壓突波，可能因?yàn)閮?nèi)部因素或是外部因素造成，例如閃電或是馬達(dá)短路。

瞬態(tài)電壓抑制器若使用在超過其設(shè)計(jì)條件的環(huán)境下，可能會(huì)損壞。瞬態(tài)電壓抑制器的失效模式有三種：短路、開路、元件額定下降。

TVS二極管常會(huì)稱為是transorbs，或是Vishay半導(dǎo)體的注冊(cè)商標(biāo)TransZorbs。1

規(guī)格TVS二極管有以下的規(guī)格：

漏電流：在電壓小于最大反向關(guān)斷電壓時(shí)，可以導(dǎo)通的電流。Leakage current: the amount of current conducted when voltage applied is below the maximum reverse standoff voltage.

最大反向關(guān)斷電壓：在此電壓以下，導(dǎo)流電流不明顯

擊穿電壓：會(huì)出現(xiàn)顯導(dǎo)通電流的電壓。

箝位電壓：導(dǎo)通電流會(huì)到其額定電流（數(shù)百到數(shù)千安培）的電壓。

雜散電容：未導(dǎo)通的二極管其特性類似電容器，對(duì)于高頻信號(hào)有破壞性的效果，一般會(huì)建議選用雜散電壓較低的TVS二極管。

雜散電感：因?yàn)閷?shí)際過電壓的切換很快，包裝的電感是反應(yīng)速度的限制因素之一。

可吸收的能量：因?yàn)闀簯B(tài)很短，所有的能量都變成TVS二級(jí)管本身的熱，散熱片只會(huì)影響之后散熱需要的時(shí)間，無法提升TVS二級(jí)管可吸收的能量。因此高能量的TVS二級(jí)管也會(huì)有較大的體積。若體積不夠大，過電壓可能會(huì)破壞TVS二級(jí)管，也就無法保護(hù)其他的電路。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王偉 - 副教授 - 上海交通大學(xué)