瞬變二極管（TVS，Transient Voltage Suppressors），作為一種高品質(zhì)的突波吸收器，憑借其出色的浪涌功率吸收能力（高達(dá)數(shù)千瓦），在國(guó)際上被廣泛應(yīng)用于電路保護(hù)領(lǐng)域。盡管其外觀與普通二極管相似，但其核心的伏安特性使其在電路保護(hù)中發(fā)揮著不可替代的作用。

一、瞬變二極管的特性曲線：精準(zhǔn)抑制浪涌脈沖功率

瞬變二極管的電路符號(hào)與普通穩(wěn)壓二極管相同，正向特性也與普通二極管類似。其反向特性則表現(xiàn)為典型的 PN 結(jié)雪崩器件特性。

在瞬態(tài)峰值脈沖電流作用下，流過瞬變二極管的電流從反向漏電流 ID 上升至 IR 時(shí)，兩極電壓從額定反向關(guān)斷電壓 VWM 上升至擊穿電壓 VBR，二極管被擊穿。隨著峰值脈沖電流 IPP 的出現(xiàn)，兩極電壓被箝位在預(yù)定的最大箝位電壓以下。隨著脈沖電流按指數(shù)衰減，二極管兩極電壓也隨之下降，最終恢復(fù)到初始狀態(tài)。這一過程高效抑制了浪涌脈沖功率，保護(hù)了電子元器件。

二、瞬變二極管的特性參數(shù)：關(guān)鍵指標(biāo)詳解

（一）最大反向漏電流 ID 和額定反向關(guān)斷電壓 VWM

VWM 是瞬變二極管能夠連續(xù)工作的最大直流或脈沖電壓。當(dāng)此反向電壓施加于二極管兩極時(shí)，二極管處于反向關(guān)斷狀態(tài)，流過的電流必須小于或等于最大反向漏電流 ID。這一參數(shù)確保了二極管在正常工作條件下的穩(wěn)定性和可靠性。

（二）最小擊穿電壓 VBR 和擊穿電流 IR

VBR 是瞬變二極管的最小雪崩電壓。在 25℃ 時(shí)，低于此電壓，二極管不會(huì)導(dǎo)通。當(dāng)二極管流過規(guī)定的 1mA 電流（IR）時(shí)，兩極間的電壓即為擊穿電壓 VBR。根據(jù) VBR 與標(biāo)準(zhǔn)值的離散程度，瞬變二極管可分為 ±5%VBR 和 ±10%VBR 兩種類型。對(duì)于 ±5%VBR，VWM = 0.85VBR；對(duì)于 ±10%VBR，VWM = 0.81VBR。這些關(guān)系式為設(shè)計(jì)和選型提供了明確的指導(dǎo)。

（三）最大箝位電壓 VC 和最大峰值脈沖電流 IPP

當(dāng) 20 微秒的脈沖峰值電流 IPP 流過瞬變二極管時(shí)，兩極間出現(xiàn)的最大峰值電壓為 VC。VC 是串聯(lián)電阻上和溫度系數(shù)導(dǎo)致的電壓上升的綜合結(jié)果。VC 和 IPP 共同反映了瞬變二極管的浪涌抑制能力。VC 與 VBR 之比稱為箝位因子，通常在 1.2 至 1.4 之間，這一比率是評(píng)估二極管保護(hù)性能的重要指標(biāo)。

（四）電容量 C

電容量 C 是在特定的 1MHz 頻率下測(cè)得的，由瞬變二極管的雪崩結(jié)截面決定。C 的大小與二極管的電流承受能力成正比。然而，過大的 C 將導(dǎo)致信號(hào)衰減，因此在數(shù)據(jù)接口電路中，C 是一個(gè)關(guān)鍵的選型參數(shù)，需要在保護(hù)性能和信號(hào)完整性之間取得平衡。

（五）最大峰值脈沖功耗 PM

PM 表示瞬變二極管能夠承受的最大峰值脈沖耗散功率。具體的試驗(yàn)脈沖波形和 PM 值可查閱相關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)。在給定的最大箝位電壓下，PM 越大，二極管能夠承受的浪涌電流越大。同時(shí)，在給定的 PM 下，VC 越低，浪涌電流的承受能力也越大。此外，PM 還與脈沖波形、持續(xù)時(shí)間和環(huán)境溫度密切相關(guān)。需要注意的是，瞬變二極管能夠承受的瞬態(tài)脈沖是不重復(fù)的，若電路中出現(xiàn)重復(fù)性脈沖，應(yīng)考慮脈沖功率的“累積”效應(yīng)，以避免損壞二極管。

（六）箝位時(shí)間 TC

TC 是瞬變二極管兩端電壓從零上升到最小擊穿電壓 VBR 所需的時(shí)間。對(duì)于單極性瞬變二極管，TC 為 1×10?¹² 秒；對(duì)于雙極性瞬變二極管，TC 為 1×10?¹¹ 秒。這一參數(shù)體現(xiàn)了二極管對(duì)瞬態(tài)電壓的快速響應(yīng)能力，是衡量其保護(hù)速度的關(guān)鍵指標(biāo)。
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