TVS（Transient Voltage Suppressor，瞬态电压抑制二极管）是电路设计中用于防护静电（ESD）、浪涌等瞬态过压的核心器件。其选型直接关系到电路的可靠性与稳定性。本文基于芯硕等主流品牌的产品特性，TVS管的主要参数及选型要点。
一、 TVS管的主要参数
- 反向截止电压（VRWM 或 VBR）：这是TVS管正常工作时可承受的最大持续电压。选型时必须确保VRWM略高于被保护线路的最大正常工作电压，以避免误动作，同时又不能过高以致削弱保护效果。
- 击穿电压（VBR）：TVS管开始发生雪崩击穿、电流显著增大的电压点。通常VBR比VRWM高约10%。
- 最大钳位电压（VC或VCL）：当承受规定峰值脉冲电流（IPP）时，TVS管两端呈现的最大电压。这是保护后施加在被保护器件上的实际电压，必须低于被保护器件的最大耐受电压。
- 峰值脉冲电流（IPP）：TVS管能够安全耗散的最大瞬态脉冲电流。该参数需根据可能面临的浪涌冲击能量（如IEC 61000-4-5标准）来选择。
- 额定脉冲功率（PPPM）：基于特定波形（如10/1000μs）下，TVS管能承受的最大瞬态功率，是VC和IPP的乘积。常见等级有400W、600W、1500W、5000W等。
- 漏电流（IR）：在VRWM电压下流过的最大电流。对低功耗电路，需选择IR小的TVS管。
- 结电容（Cj）：对于高速数据线（如USB、HDMI、以太网）的ESD保护，结电容必须足够小（通常要求小于1pF甚至0.5pF），以避免信号完整性恶化。
- 响应时间：TVS管的响应速度极快，通常为皮秒（ps）级，远快于其他过压保护器件。
二、 TVS管选型步骤
- 确定被保护信号的性质：
- 电压：确定线路的正常工作电压（Vop）和最大允许电压。
- 速度/频率：高频信号必须选择低结电容型号。
- 接口类型：电源端口、低速数字IO、高速数据线、射频天线等，保护需求侧重点不同。
- 选择VRWM：VRWM ≥ 1.1 × Vop（或根据规格书建议），确保在正常电压下完全关断。
- 确定钳位电压VC：在预期的最大浪涌电流（IPP）下，VC必须小于被保护芯片或器件的最大耐受电压（通常为绝对最大额定值）。留有足够余量。
- 评估浪涌等级与选择IPP/PPPM：根据产品需要满足的浪涌测试标准（如IEC 61000-4-2 for ESD， IEC 61000-4-5 for Lightning/Surge），确定测试等级对应的峰值电流，选择IPP和PPPM满足或超过该要求的TVS管。
- 考虑封装与布局：根据功率和PCB空间选择合适封装（如SOD-323、SOT-23、SMA、SMB、SMC等）。TVS管应尽可能靠近被保护端口或芯片引脚放置，引线要短，以降低寄生电感，确保最佳保护效果。
- 品牌与型号确认：在满足上述电气和物理参数后，可在芯硕（Semitech）、Littelfuse、ON Semiconductor、ST等主流品牌的产品库中筛选具体型号，并仔细查阅其数据手册进行最终确认。
三、 针对不同应用的选型侧重点
- 电源端口（如DC 12V/24V输入）：重点关注PPPM、IPP和VC，通常需要功率较大的SMB/SMC封装型号。
- 高速数据线（USB3.0， HDMI， Ethernet）：首要关注极低的结电容（Cj），同时兼顾VRWM和ESD防护等级（如IEC 61000-4-2 Contact ±8kV）。芯硕等厂商提供专门的ESD保护阵列产品。
- 通用IO口：平衡参数，选择通用型、性价比高的SOT-23或SOD-323封装产品。
TVS管的选型是一个系统性的权衡过程，需在保护水平、信号完整性、成本与布局之间取得最佳平衡。正确理解其核心参数并遵循科学的选型流程，是设计出稳健可靠电路的关键一步。
