TVS管與其他電路保護元件對比

ID:807588 · 發表于 2020-9-11 17:06

TVS管與其他電路保護元件對比

1/ TVS二極管與穩壓二極管：

TVS二極管和穩壓二極管在電路都是反向接入，也就是利用它的反向特性，利用PN結雪崩效應，在反向擊穿前均有一個臨界電壓，在反向接入電路都具有穩壓作用，但是也不盡相同，穩壓二極管利用的是把輸入電壓固定在某個數值，而TVS二極管主要是防止瞬態高壓對后級電路進行鉗位;穩壓二極管一般不會講響應時間，更多的是關注穩壓值，但是對于TVS二極管不一樣，它的特性決定著它擁有不同的作用，TVS二極管具有瞬態抑制高能量作用，因此要求在較短時間內把較高能量瞬間吸收，因此這個時間很短，達到納秒級別;

穩壓二極管的功率一般不是很大，常見的穩壓二極管有1W、2W等，它的功率由它所允許的溫升決定，實際是穩定電壓與電流的乘積，例如對于穩壓二極管1N4742A，它的功率最大只有1W，穩壓值是12V，那么通過它的電流一般不能超過80mA，要不然管子會發熱的厲害;對于TVS二極管，它講究的是瞬時脈沖功率，這個功率值很高，能達到上千瓦，只是這個時間值維持很小。

2/ TVS二極管與壓敏電阻、氣體放電管：

在反應時間上，壓敏電阻介于TVS管和氣體放電管之間，TVS管為皮秒級，壓敏電阻略慢，為納秒級;而氣體放電管最慢，通常為幾十個納秒甚至更多。

在通流容量上，壓敏電同樣介于TVS和氣體放電管之間，TVS管通常只有幾百A;而壓敏電阻按不同規格，可通過數KA到數十KA的單次8/20uS浪涌電流;而對于氣體放電管來說通常十KA級別8/20uS浪涌電流可導通數百次。

從原理上看，TVS管基于二極管雪崩效應;壓敏電阻器基于氧化鋅晶粒間的勢壘作用;而氣體放電管則是基于氣體擊穿放電。

在電壓范圍方面，TVS管通常為5.5V到550V;壓敏電阻的范圍較寬，可從10V到9000V;而氣體放電管可從75V到3500V。

TVS管的非線性特性和穩壓管一樣，擊穿前漏電流很小，擊穿后是標準的穩壓特性，比起壓敏電阻來TVS管最大箝位電壓偏離擊穿電壓較小，優于壓敏電阻，但通流能力比壓敏電阻較小。

壓敏電阻能承受更大的浪涌電流，而且其體積越大所能承受的浪涌電流越大，最大可達幾十kA到上百kA;但壓敏電阻的非線性特性較差，大電流時限制電壓較高，低電壓時漏電流較大。

3/ TVS二極管與陶瓷電容：

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二極管可以承受15kV 電壓。在手持設備的使用過程中，由于與人體頻繁接觸，各個端口必須至少能夠承受8kV 接觸沖擊(IEC61000-4-2 標準)，可見使用TVS二極管可以有效保證最終產品的合格率。

4/ TVS二極管與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，截止電壓可達最初中止電壓的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瞬態抑制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。

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