TVS二極管（Transient Voltage Suppressor Diode，瞬態(tài)電壓抑制二極管）在電路中的應(yīng)用主要是在于保護(hù)電路免受瞬態(tài)過(guò)電壓的沖擊。以下是對(duì)TVS二極管電路的詳細(xì)解釋：

一、TVS二極管的基本特性

1. 工作原理：

• TVS二極管采用半導(dǎo)體工藝制成，具有單個(gè)或多個(gè)PN結(jié)。當(dāng)電路正常工作時(shí)，TVS二極管處于高阻態(tài)（截止?fàn)顟B(tài)），不影響電路的正常工作。

• 當(dāng)電路出現(xiàn)異常過(guò)電壓并達(dá)到TVS二極管的擊穿電壓時(shí)，TVS二極管會(huì)迅速由高阻態(tài)變?yōu)榈妥钁B(tài)，泄放由異常過(guò)電壓導(dǎo)致的瞬時(shí)過(guò)電流到地，同時(shí)把異常過(guò)電壓鉗制在較低水平，以保護(hù)后級(jí)電路免遭異常過(guò)電壓的破壞。

• 當(dāng)異常過(guò)電壓消失后，TVS二極管又恢復(fù)為高阻態(tài)。

2. 類型：

• TVS二極管分為單向和雙向兩種類型。單向TVS二極管主要用于直流供電電路，而雙向TVS二極管則主要應(yīng)用于電壓交變的電路。

3. 關(guān)鍵參數(shù)：

• 反向關(guān)斷電壓（VRWM）：表示TVS二極管不導(dǎo)通的最高電壓。TVS的反向關(guān)斷電壓應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的最高工作電壓，以保證TVS在電路正常工作下不會(huì)影響電路。

• 擊穿電壓（VBR）：在這個(gè)電壓之前，TVS二極管是不導(dǎo)通的。當(dāng)瞬態(tài)電壓超過(guò)VBR值時(shí)，TVS二極管會(huì)產(chǎn)生崩潰，把瞬態(tài)電壓抑制在某個(gè)水平，并提供瞬態(tài)電流一個(gè)超低電阻通路。

• 最大箝位電壓（VC）：在脈沖峰值電流作用下，器件兩端的最大電壓值。TVS的鉗位電壓應(yīng)小于后級(jí)被保護(hù)電路最大可承受的瞬態(tài)安全電壓。

• 脈沖峰值功率（PPP）：指脈沖峰值電流IPP與最大箝位電壓VC的乘積，是TVS二極管能承受的最大峰值功率。

• 結(jié)電容：TVS二極管中的寄生電容，在高速信號(hào)下需要特別關(guān)注，過(guò)大的結(jié)電容可能會(huì)影響信號(hào)的質(zhì)量。

二、TVS二極管在電路中的應(yīng)用

1. 保護(hù)敏感電路：

• TVS二極管的主要作用是保護(hù)敏感電路免受高電壓瞬變損壞。這些高電壓瞬變的主要來(lái)源包括靜電放電、電氣快速瞬變和浪涌事件等。

2. 并聯(lián)于電路中：

• 在應(yīng)用中，TVS二極管通常并聯(lián)于需要保護(hù)的電路節(jié)點(diǎn)上。當(dāng)電路正常工作時(shí)，TVS二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，不影響電路的正常工作。

• 當(dāng)電路出現(xiàn)異常過(guò)電壓時(shí)，TVS二極管會(huì)迅速導(dǎo)通，將過(guò)電壓鉗制在較低水平，并泄放過(guò)電流到地，以保護(hù)后續(xù)電路。

3. 單向與雙向的應(yīng)用：

• 單向TVS二極管主要用于直流供電電路，其負(fù)極接信號(hào)端，正極接地。

• 雙向TVS二極管則主要應(yīng)用于電壓交變的電路，無(wú)需區(qū)分正負(fù)極。

4. PCB布局中的考慮：

• 在PCB布局中，TVS二極管應(yīng)靠近需要保護(hù)的電路節(jié)點(diǎn)放置，以減少傳輸線路上的電感效應(yīng)。

• TVS二極管的走線應(yīng)盡量短，以最大限度地降低阻抗并確保消散浪涌中的過(guò)多能量。

• 最好將TVS二極管連接到與受保護(hù)組件不同的接地網(wǎng)，以提高保護(hù)效果。

三、TVS二極管的選擇與注意事項(xiàng)

1. 選擇合適的TVS二極管：

• 根據(jù)電路的最大工作電壓、可能出現(xiàn)的瞬態(tài)浪涌電壓和浪涌電流等參數(shù)，選擇合適的TVS二極管。

• 關(guān)注TVS二極管的擊穿電壓、鉗位電壓、最大反向脈沖峰值電流等關(guān)鍵參數(shù)。

2. 注意TVS二極管的極性：

• 單向TVS二極管具有極性，需要正確區(qū)分正負(fù)極并正確連接。

• 雙向TVS二極管則無(wú)需區(qū)分正負(fù)極。

3. 考慮TVS二極管的寄生電容：

• 在高速信號(hào)電路中，需要特別注意TVS二極管的寄生電容對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響。選擇具有較低電容的TVS二極管以確保信號(hào)的正確傳輸。

綜上所述，TVS二極管在電路中的應(yīng)用主要是在于保護(hù)敏感電路免受高電壓瞬變損壞。通過(guò)合理選擇和使用TVS二極管，可以有效提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。