TVS 压敏电阻的对比

只看该作者 · 2015-3-30 20:16

TVS元件可以迅速将ESD应力降低，即从8 kV静电电压钳位到5至6 V的水平；但压敏电阻的曲线则下降得很慢，而且无法降到很低的水平。该曲线表明，TVS器件的恢复时间非常短，经过TVS器件泄漏到后面电路的能量也非常少，特别适合于便携式设备的应用。
而在多重应力条件下，两者的差别就表现得更为突出。由于TVS采用二极管工作原理，受到电击后，会立即击穿，然后关闭，对器件没有损伤，因此可以说没有寿命限制。对于压敏电阻而言，它采用的是物理吸收原理，每经过一次ESD事件，材料就会受到一定的物理损伤，形成无法恢复的漏电通道；而且，要达到更好的吸收效果，就要使用更多的材料，使其体积增加，进而限制了在今天小型化产品当中的应用。

只看该作者 · 2015-3-30 20:17

从普通TVS和压敏电阻来说，在浪涌电流保护方面，TVS能力要比压敏差非常多。例如，目前防雷器的主要材料是压敏电阻，而无法采用TVS，这正因为在保护雷击浪涌时候，TVS通流量（吸收浪涌能力）小，压敏电阻通流量大。
   但在手持设备市场应用的压敏电阻，为了适应小型化要求和ESD保护，设计时候降低了保护性能能力（只要达到ESD保护，不考虑浪涌保护）。同样小型化的TVS的保护能力要高很多。
   TVS是由半导体材料制成，可以通过设计来降低节电容值，例如美国UMD公司即将推出新品最小节电容值做到0.5pf。而压敏电阻还无法降低其寄生电容值。
   由陶瓷材料和氧化锌制成的压敏电阻，在经过能量冲击后，产生老化，逐渐降低响应时间和保护能力，TVS则不存在老化问题。
   当然，从单价来说压敏价格要比TVS低。

只看该作者 · 2015-3-30 20:18

关键你要对抑制对象和保护对象要有充分的认识。如果是针对能量小的脉冲电压，防止对被保护对象因瞬态过压而损害，一般采用TVS管。对于吸收“能量较高”的浪涌电流/电压采用压敏电阻。

两个是不同的使用方面,压敏电阻倾向于电源的防护,能量吸收大.多次使用后会老化. TVS管主要是做防静电保护,反应速度快,通流容量太小,适合做最末级的防护.在信号接口电路中使用比较多.
大家吹嘘TVS结电容低,这并不是什么优点,要看具体应用什么场合,结点容低毕竟减少芯片面积,降低通流量来达到降低结电容.

只看该作者 · 2015-3-30 20:20

处理瞬时脉冲对器件损害的最好办法是将瞬时电流从敏感器件引开。TVS二极管在线路板上与被保护线路并联，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，TVS二极管便发生雪崩，提供给瞬时电流一个超低电阻通路，其结果是瞬时电流通过二极管被引开，避开被保护器件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。当瞬时脉冲结束以后，TVS二极管自动回复高阻状态，整个回路进入正常电压。许多器件在承受多次冲击后，其参数及性能会发生退化，而只要工作在限定范围内，二极管将不会发生损坏或退化。

只看该作者 · 2015-3-30 20:20

从以上过程可以看出，在选择TVS二极管时，必须注意以下几个参数的选择：

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，TVS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。

只看该作者 · 2015-3-30 20:21

2. 最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。VWM这是二极管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，否则二极管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。

只看该作者 · 2015-3-30 20:21

3. 最大箝位电压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之比称为箝位因子，一般在1.2~1.4之间。VC是二极管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。

只看该作者 · 2015-3-30 20:22

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。在给定的最大箝位电压下，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，箝位电压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。

只看该作者 · 2015-3-30 20:22

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是数据接口电路选用TVS的重要参数。电容对于数据/信号频率越高的回路，二极管的电容对电路的干扰越大，形成噪声或衰减信号强度，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。

只看该作者 · 2015-3-30 20:22

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