歡迎回到芝識課堂！在上一講中，我們認(rèn)識了TVS二極管這位“電路保鏢”的基本身份。今天，讓我們繼續(xù)探索，深入了解它的基本工作原理與家族成員，為你的電路選擇最合適的“守護(hù)者”奠定基礎(chǔ)。

TVS二極管的工作原理

我們可以用“靜如處子，動(dòng)如脫兔”來形容TVS二極管。它就像一位忠誠的保安，常年值守在信號線與地線之間。在風(fēng)平浪靜的日常工作中（即電路正常運(yùn)行時(shí)），它始終保持“待機(jī)狀態(tài)”。由于其反向擊穿電壓被精心設(shè)定在高于線路的正常工作電壓，因此它僅會(huì)消耗極微弱的電流，幾乎不產(chǎn)生任何影響，安靜得讓你感覺不到它的存在。

然而，一旦有“不速之客”——比如突如其來的靜電放電或電壓浪涌——試圖闖入，并且其電壓超過了安全門檻，這位“保鏢”便會(huì)瞬間“覺醒”！它能在納秒級別的時(shí)間內(nèi)迅速響應(yīng)，自身的阻抗急劇降低，從而將洶涌的破壞性能量（電流）高效地分流到地線，同時(shí)把被保護(hù)線路上的電壓牢牢地鉗制在一個(gè)安全范圍之內(nèi)，完美化解危機(jī)。

圖1. TVS二極管的應(yīng)用示例和基本工作原理

TVS的保護(hù)效果與關(guān)鍵參數(shù)

等效電路有助于理解TVS二極管的價(jià)值：如果沒有它的保護(hù)，危險(xiǎn)的浪涌電流將長驅(qū)直入，直接沖擊后方脆弱的集成電路（IC），極易造成其永久性損壞。而當(dāng)TVS二極管在場時(shí)，大部分的攻擊電流都會(huì)被這位盡責(zé)的“保鏢”引向地。

圖2. TVS二極管的等效電路

這里涉及一個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)——?jiǎng)討B(tài)電阻（RDYN）。它代表了TVS疏導(dǎo)電流的能力，動(dòng)態(tài)電阻值越低，說明其泄流能力越強(qiáng)，產(chǎn)生的殘余電壓（鉗位電壓，VC）也就越低，最終對后面精密元器件的保護(hù)效果自然就越出色。

圖3. ESD保護(hù)二極管的動(dòng)態(tài)電阻

以采用專有Snapback技術(shù)（第四代工藝）的東芝的DF2B5M4SL、DF2B6M4SL等ESD保護(hù)二極管為例，其動(dòng)態(tài)電阻減少了50%，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低電容和高耐用度。

TVS二極管有幾種類型？

根據(jù)所要應(yīng)對的威脅不同，TVS家族主要有兩種類型。

第一個(gè)是ESD保護(hù)二極管，它如同一位靈巧的“防靜電保鏢”。它的專長是應(yīng)對人體靜電等納秒級的瞬間脈沖，反應(yīng)速度是其第一要?jiǎng)?wù)。為了不在USB、HDMI等高速數(shù)據(jù)線上“礙事”，它練就了“隱身”技能，即自身電容極低（可低至1pF以下），既能完美融入高速信號環(huán)境，又能在危險(xiǎn)降臨時(shí)瞬間現(xiàn)身。

第二個(gè)是浪涌抑制TVS二極管，它更像是一位強(qiáng)壯的“抗浪涌壯漢”。它的任務(wù)是抵御雷擊、電機(jī)開關(guān)等產(chǎn)生的能量更大、持續(xù)時(shí)間更長的過壓浪涌。為此，它擁有更結(jié)實(shí)的“身板”來吸收巨大能量，但代價(jià)是其電容也相對較大，因此更適合部署在電源線路等對信號速度不敏感的領(lǐng)域。

圖4. 過壓浪涌分類

一個(gè)重要區(qū)分：TVS二極管與穩(wěn)壓二極管

很多人會(huì)混淆TVS二極管和穩(wěn)壓二極管，它們確實(shí)是采用相似原理的“親戚”，但使命截然不同。TVS二極管就像一名特警隊(duì)員，絕大部分時(shí)間在待命，只在突發(fā)高壓事件時(shí)瞬間出動(dòng)，專職處理瞬態(tài)危機(jī)；而穩(wěn)壓二極管則像一位老工匠，需要持續(xù)工作在特定狀態(tài)，默默為電路提供一個(gè)長期穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)。一個(gè)應(yīng)對瞬間峰值，一個(gè)保障長期穩(wěn)定。

了解了TVS二極管的工作原理、關(guān)鍵參數(shù)和家族成員后，下一節(jié)課，我們將學(xué)習(xí)如何根據(jù)實(shí)際電路需求，為你“聘請”一位最合適的TVS二極管保鏢！敬請期待。

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