瞬态电压抑制二极管的参数选择问题！

2023-01-09

瞬态电压抑制二极管SMBG系列的参数问题，比如图中SMBG7.0A的参数中： V wm=7.0V知道是瞬态二极管的可承受电压7V；Vbr=7.78V是击穿电压，但是我不知道当外部输入电压为8V后，二极管SMBG7.0A击穿，电压被稳定在几V？钳位电压Vc=12V是什么意思？感谢赐教！

关于TVS二极管参数，之前就科普过这类的文章。TVS二极管参数，是TVS选型之前必须掌握的一个知识点。

1）VRWM 截止电压，IR 漏电流

VRWM：截止电压， TVS的最高工作电压，可连续施加而不引起TVS 劣化或损坏的最大的直流电压或交流峰值电压。

在VRWM 下，TVS 认为是不工作的，即是不导通的。

IR：漏电流，也称待机电流。在规定温度和最高工作电压条件下，流过TVS 的最大电流。TVS 的漏电流一般是在截止电压下测量，对于某一型号TVS，IR 应在规定值范围内。

2）VBR 击穿电压

VBR：击穿电压，指在V-I 特性曲线上，在规定的脉冲直流电流IT或接近发生雪崩的电流条件下测得TVS 两端的电压。对于低压TVS，由于漏电流较大，所以测试电流选取的IT较大。

3）IPP 峰值脉冲电流 ，VC 钳位电压

IPP：峰值脉冲电流，给定脉冲电流波形的峰值。TVS 一般选用10/1000μs 电流波形。

VC：钳位电压，施加规定波形的峰值脉冲电流IPP 时，TVS 两端测得的峰值电压。

IPP 及VC 是衡量TVS 在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流及限制电压能力的参数，这两个参数是相互联系的。对于TVS 在防雷保护电路中的钳位特性，可以参考VC这个参数。对于相同型号TVS，在相同IPP下的VC 越小，说明TVS 的钳位特性越好。TVS 的耐脉冲电流冲击能力可以参考IPP，同型号的TVS，IPP越大，耐脉冲电流冲击能力越强。

TVS二极管参数

4）结电容

TVS二极管的结电容一般在几十皮法至几十纳法。对于同一功率等级的TVS，其电压越低，电容值越大。在一些通信线路中，尤其要关注TVS的结电容。

5）封装形式

TVS二极管的功率从封装形式上也可以体现，封装体积越小，其功率一般也越小，因为TVS管的芯片面积直接决定了TVS 的功率等级。电路工程师可根据电路设计及测试要求选择合适封装的TVS器件。目前，业内提供的TVS二极管封装形式有：SOD-123、SMA /DO-214AC、SMB/DO-214AA、SMC/DO-214AB、DO-218A、DO-41、DO-15、DO-201、R/P-600等。

参考知识1 瞬态电压抑制二极管的钳位电压不是绝对固定不变的，会随电流而变化，初始导通时的电压较低些，当电流达到极限值时，二极管两端的电压（钳位电压）就达到最大值。
选择TVS管时，一方面击穿电压不能选得过低，以免影响系统的正常工作，另一方面也要保证其最大钳位电压不能超过系统内各元器件的极限电压值，以免在瞬态高压出现时损坏其他元器件。 再有就是要估计一下瞬态高压出现时可能达到的最大瞬态电流值，选择大于此值的TVS管，以免因TVS管损坏造成保护失效。 参考知识B 1.最小击穿电压VBR和击穿电流IR
VBR是TVS最小的击穿电压，在25℃时，低于这个电压TVS是不会发生雪崩的。当TVS流过规定的1mA电流(IR)时，加于TVS两极的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与标准值的离散程度，可把VBR分为5%和10%两种。对于5%的VBR来说，VWM=0.85VBR；对于10%的VBR来说，VWM=0.81VBR。为了满足IEC61000-4-2国际标准，瞬变抑制二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD冲击，有的半导体生产厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的便携设备应用，设计者可以按需要挑选器件。
2.最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM
VWM这是二极体在正常状态时可承受的电压，此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压，否则二极体会不断截止回路电压；但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近，这样才不会在TVS工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向关断电压VWM加于TVS的两极间时它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。
3.最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP
当持续时间为20mS的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，在其两端出现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS的浪涌抑制能力。VC与VBR之比称为钳位因数，一般在1.2~1.4之间。VC是二极体在截止状态提供的电压，也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则器件面临被损伤的危险。
4.Pppm额定脉冲功率，这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流
对于手持设备，一般来说500W的TVS就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功耗值。在给定的最大钳位电压下，功耗PM越大，其浪涌电流的承受能力越大。在给定的功耗PM下，钳位电压VC越低，其浪涌电流的承受能力越大。另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且，TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的，器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。如果电路内出现重复性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，有可能损坏TVS。
5.电容量C
电容量C是由TVS雪崩结截面决定的，是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比，C太大将使信号衰减。因此，C是数据介面电路选用TVS的重要参数。电容对于数据/信号频率越高的回路，二极体的电容对电路的干扰越大，形成杂讯或衰减信号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小(如LCTVS、低电容TVS，电容不大于3pF)，而对电容要求不高的回路电容选择可高于40pF。
注：TVS二极管的选型最大钳位电压VC要小于电路允许的最大安全电压。截止电压VRWM大于电路的最大工作电压，一般可以选择VRWM等于或者略大于电路的最大工作电压。
额定的最大脉冲功率（TVS参数中给出）PM要大于最大瞬态浪涌功率。
参考资料来源于：MDD辰达行电子 参考知识C VRWM是反向截止电压，叫可承受电压不合适，低于这个电压时TVS管处于截止状态，只有极小的漏电流
VBR是击穿电压，都有一个范围值，对于你所说的型号击穿电压的典型值应该在8.2V左右，所以8V可能没有动作，现在假设这个TVS管的击穿电压就是7.78V，输入8V电压后，管子动作，但是箝位电压肯定不会超过8V，这时的工作状态类似于稳压管
Vc是箝位电压，一般规格书都是给的最大值，MAXIMUM CLAMPING VOLTAGE,这个12V就是最大值，并不是说固定在12V，只要瞬态高压的功率在TVS的可承受范围之内，都会把电压拉低到12V以内
TVS和稳压管的最大不同就是可以承受较大的浪涌冲击，但是不能长时间处于动作状态，你所说的情况正好处于TVS的临界状态，这显然不是TVS所擅长的，如果较长时间处于这个状态，TVS会损坏，希望对你有帮助追问

感谢赐教！就是说TVS主要作用就是抑制浪涌，不能起长期稳压作用是吧？
我现在想选一个稳压二极管，把45V的电压稳压在35V或以下，有推荐的不，谢谢！

追答

客气了，你电路的正常工作电压是多少，还有一个疑问是你的电路会持续出现高于可承受电压10V以上的电压吗