捷捷微電將于 4 月 23 日參加由電子工程專輯主辦的 “第 22 屆電源管理及功率器件論壇”，展位號 P8。

本次活動捷捷演講時間 14:30 ~ 15:00，演講主題《USB Type-C? & PD 讓夢想成真-捷捷微電的夢》。

TVS器件分類：

按極性可分為：單極性和雙極性兩種；

按用途可分為：通用型和型；

按封裝和內部結構可分為：軸向引線二極管、雙列直插TVS陣列、貼片式和大功率模塊等。

軸向引線的產品峰值功率可達400W、500W、600W、1500W和5000W。

其中大功率的產品主要用在電源饋線上，低功率產品主要用在高密度安裝場合。對于高密度安裝的場合，也可以選擇雙列直插和表面貼裝等封裝形式。

在這里介紹下便攜式設備的ESD保護中如何應用TVS二極管器件。

便攜式設備如筆記本電腦、手機、PDA、MP3播放器等，由于頻繁與人體接觸極易受到靜電放電(ESD)的沖擊，如果沒有選擇合適的保護器件，可能會造成機器性能不穩定，或者損壞。

一般情況下，對此類設備暴露在外面可能與人體接觸的端口都要求進行防靜電保護，如鍵盤、電源接口、數據口、I/O口等等。現在比較通用的ESD標準是IEC61000-4-2，應用人體靜電模式，測試電壓的范圍為2kV～15kV(空氣放電)，峰值電流高為20A/ns，整個脈沖持續時間不超過60ns。在這樣的脈沖下所產生的能量總共不超過幾百個微焦爾，但卻足以損壞敏感元器件。

便攜式設備所采用的IC器件大多是高集成度、小體積產品，精密的加工工藝使硅晶氧化層非常薄，因而更易擊穿，有的在20V左右就會受到損傷。傳統的保護方法已不再普遍適用，有的甚至還會造成對設備性能的干擾。

TVS二極管的特點?

可用于便攜式設備的ESD保護器件有很多，例如設計人員可用分立器件搭建保護回路，但由于便攜設備對于空間的限定以及避免回路自感，這種方法已逐漸被更加集成化的器件所替代。多層金屬氧化物器件、陶瓷電容還有二極管都可以有效地進行防護，它們的特性及表現各有不同，TVS二極管在此類應用中的特表現為其贏得了越來越大的市場。

TVS二極管顯著的特點一是反應迅速，使瞬時脈沖在沒有對線路或器件造成損傷之前就被有效地遏制，二是截止電壓比較低，更適用于電池供電的低電壓回路環境。另外對TVS二極管設計的改進使其具有更低的漏電流和結電容，因而在處理高速率傳導回路的靜電沖擊時有更理想的性能表現。

優勢

TVS與齊納二極管：與傳統的齊納二極管相比，TVS二極管P/N結面積更大，這一結構上的改進使TVS具有更強的高壓承受能力，同時也降低了電壓截止率，因而對于保護手持設備低工作電壓回路的安全具有更好效果。

TVS與陶瓷電容：很多設計人員愿意采用表面貼裝的陶瓷電容作ESD保護，不但便宜而且設計簡便，但這類器件對高壓的承受力卻比較弱。5kV的沖擊會造成約10%陶瓷電容失效，到10kV時，損壞率達到60%，而TVS可以承受15kV電壓。在手持設備的使用過程中，由于與人體頻繁接觸，各個端口至少能夠承受8kV接觸沖擊(IEC61000-4-2標準)，可見使用TVS可以有效終產品的合格率。

TVS與MLV：多層金屬氧化物結構器件(MLV)也可以進行有效的瞬時高壓沖擊抑制，此類器件具有非線性電壓-電流(阻抗表現)關系，截止電壓可達初中止電壓的2～3倍，這種特性適合用于對電壓不太敏感的線路和器件的保護，如電源回路。而TVS二極管具有更好的電壓截止因子，同時還具有較低的電容，這一點對于手持設備的高頻端口非常重要，因為過高的電容會影響數據傳輸，造成失真或是降級。TVS二極管的各種表面封裝均適合流水線裝配的要求，而且芯片結構便于集成其它的功能，如EMI和RFI過濾保護等，可有效降低器件成本，優化整體設計。

另一個不能忽略的特點是二極管可以很方便地與其它器件集成在一個芯片上，現有很多將EMI過濾和RFI防護等功能與TVS集成在一起的器件，不但減少設計所采用的器件數目降低成本，而且也避免PCB板上布線時易誘發的伴生自感。

單雙向

區分TVS二極管的單雙向

直流保護一般選用單向TVS管，交流保護一般選用雙向TVS管，多路保護選用TVS陣列器件，大功率保護選用TVS保護模塊。但是相比其他的電路保護器件直接的選型應用，TVS二極管在測試前還是先區分其單雙向。雖然終的作用是一樣的，但是單雙向TVS二極管的適用范圍還是有差別的，雙向TVS管適用于交流電路，單向TVS管一般用于直流電路。

可以直接用萬用表測

<1>測量二極管的檔位，單向一邊通，雙向兩邊都有電壓;

<2>測直流，雙向對稱，單向只有反向是雪崩擊穿特性，一般1mA下測。

所有TVS管放大后會有根陰極線，它是用來區分二極管的正負極的，與單雙向無關。

單/雙向使用上的不同點

1.單向用在直流。雙向用在交流;單向tvs管保護器件僅能對正脈沖或者負脈沖進行防護，而雙向tvs管保護器件一端接要保護的線路，一端接地，無論來自反向還是來自正向的ESD脈沖均被釋放，更有效地保護了IC。

2.單向TVS管的正向特性與普通穩壓二極管相同，反向擊穿拐點處近似“直角”的硬擊穿為典型的PN結雪崩。當有瞬時過壓脈沖時，器件的電流急驟增加而反向電壓則上升到箝位電壓值，并保持在這一水平上;雙向TVS管的V-I特性曲線如同兩只單向TVS“背靠背”組合，其正反兩個方向都具有相同的雪崩擊穿特性和箝位特性，正反兩面擊穿電壓的對稱關系為0.9≤VBR(正)/VBR (反) ≤1.1。一旦加在它兩端的干擾電壓超過箝位電壓Vc就會立刻被抑制掉。

3.極間電容Cj

單向的比雙向的大，以LRC的為例，單向的電容C有65PF，雙向的只有15PF;

4.USB數據線上全部用的雙向;

5.電流曲線不同。單方向的TVS管的電路符號與普通的穩壓管相同，其正向特性與普通二極管相同，反向特性為典型的PN結雪崩器件。雙向二極管正反向都是典型的PN結雪崩器件。

雙向TVS管可以當成單向來用么?

從市場上看TVS管雙向的應用范圍更廣，從產品單價上看基本沒有差別，關鍵參數電容C越低越好，這就導致電子市場和小型工廠普遍采用雙向的TVS管。但通過以上的分析比對，單向和雙向有諸多的不同，很多地方可以用雙向替雙向，但具體用哪種主要的還是看工程的電路設計，有些只能用單向的TVS。