什么是TVS二极管？TVS是什么
TVS管是一种常见的浪涌抑制元件，它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小，及钳位电压容易控制等多个优点。TVS管进行浪涌抑制的原理是：当它受到反向高能量冲击时，它能以极快的速度（可达10-12 s级），将其两极间的阻抗由高变低，使两极间的电压钳位于可接受的范围，从而有效的保护电子设备中的元器件免受浪涌脉冲的损害。TVS（瞬态电压抑制器）是电路保护元器件，它们除用过压保护外，也是静电放电（ESD）保护元件。
二极管参数大全
二极管参数符号：CT---势垒电容Cj---结（极间）电容， ；表示在二极管两端加规定偏压下，锗检波二极管的总电容Cjv---偏压结电容Co---零偏压电容Cjo---零偏压结电容Cjo/Cjn---结电容变化Cs---管壳电容或封装电容Ct---总电容CTV---电压温度系数。在测试电流下，稳定电压的相对变化与环境温度的绝对变化之比CTC---电容温度系数Cvn---标称电容IF---正向直流电流（正向测试电流）。锗检波二极管在规定的正向电压VF下，通过极间的电流；硅整流管、硅堆在规定的使用条件下，在正弦半波中允许连续通过的最大工作电流（平均值），硅开关二极管在额定功率下允许通过的最大正向直流电流；测稳压二极管正向电参数时给定的电流IF（AV）---正向平均电流IFM（IM）---正向峰值电流（正向最大电流）。在额定功率下，允许通过二极管的最大正向脉冲电流。发光二极管极限电流。IH---恒定电流、维持电流。Ii--- ；发光二极管起辉电流IFRM---正向重复峰值电流IFSM---正向不重复峰值电流（浪涌电流）Io---整流电流。在特定线路中规定频率和规定电压条件下所通过的工作电流IF(ov)---正向过载电流IL---光电流或稳流二极管极限电流ID---暗电流IB2---单结晶体管中的基极调制电流IEM---发射极峰值电流IEB10---双基极单结晶体管中发射极与第一基极间反向电流IEB20---双基极单结晶体管中发射极向电流ICM---最大输出平均电流IFMP---正向脉冲电流IP---峰点电流Ⅳ---谷点电流IGT---晶闸管控制极触发电流IGD---晶闸管控制极不触发电流IGFM---控制极正向峰值电流IR（AV）---反向平均电流η---单结晶体管分压比或效率VB---反向峰值击穿电压Vc---整流输入电压VB2B1---基极间电压VBE10---发射极与第一基极反向电压VEB---饱和压降VFM---最大正向压降（正向峰值电压）VF---正向压降（正向直流电压）△VF---正向压降差VDRM---断态重复峰值电压VGT---门极触发电压VGD---门极不触发电压VGFM---门极正向峰值电压VGRM---门极反向峰值电压扩展资料：其他参数：PMP---最大漏过脉冲功率PMS---最大承受脉冲功率Po---输出功率PR---反向浪涌功率Ptot---总耗散功率Pomax---最大输出功率Psc---连续输出功率PSM---不重复浪涌功率二极管的正负二个端子。正端A称为阳极，负端K ；称为阴极。电流只能从阳极向阴极方向移动。一些初学者容易产生这样一种错误认识：“半导体的一‘半’是一半的‘半’；而二极管也是只有一‘半’电流流动（这是错误的），所有二极管就是半导体 ；”。其实二极管与半导体是完全不同的东西。我们只能说二极管是由半导体组成的器件。半导体无论那个方向都能流动电流。参考资料：二极管-百度百科
TVS是什么
它的特点是：响应速度特别快（为ns级）；耐浪涌冲击能力较放电管和压敏电阻差，其10/1000μs波脉冲功率从400W～30KW，脉冲峰值电流从0.52A～544A；击穿电压有从6.8V～550V的系列值，便于各种不同电压的电路使用。2、特性：TVS管有单向与双向之分，单向TVS管的特性与稳压二极管相似，双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联，其主要特性参数有：①反向断态电压(截止电压)VRWM与反向漏电流IR：反向断态电压(截止电压)VRWM表示TVS管不导通的最高电压，在这个电压下只有很小的反向漏电流IR。②击穿电压VBR：TVS管通过规定的测试电流IT时的电压，这是表示TVS管导通的标志电压。③脉冲峰值电流IPP：TVS管允许通过的10/1000μs波的最大峰值电流（8/20μs波的峰值电流约为其5倍左右），超过这个电流值就可能造成永久性损坏。在同一个系列中，击穿电压越高的管子允许通过的峰值电流越小。④最大箝位电压VC：TVS管流过脉冲峰值电流IPP时两端所呈现的电压。⑤脉冲峰值功率Pm：脉冲峰值功率Pm是指10/1000μs波的脉冲峰值电流IPP与最大箝位电压VC的乘积，即Pm=IPP*VC。⑥稳态功率P0：TVS管也可以作稳压二极管用，这时要使用稳态功率。⑦极间电容Cj：与压敏电阻一样，TVS管的极间电容Cj也较大，且单向的比双向的大，功率越大的电容也越大。
TVS瞬态电压抑制二极管原理参数谁有发一份来看看？
瞬态电压抑制二极管(TVS)又叫钳位二极管，是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件，它的外型与普通二极管相同，但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率，它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压钳制在预定水平，其响应时间仅为10-12毫秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。
瞬态电压抑制二极管允许的正向浪涌电流在TA＝250C，T＝10ms条件下，可达50～200A。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压钳制到预定水平，双向TVS适用于交流电路，单向TVS一般用于直流电路。可用于防雷击、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等，是一种理想的保护器件。耐受能力用瓦特(W)表示。
瞬态电压抑制二极管的主要电参数
（1）击穿电压V(BR)
器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I(BR)下，测得器件两端的电压称为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。
（2）最大反向脉冲峰值电流IPP
在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器件允许通过的最大脉冲峰值电流。 IPP与最大钳位电压VC(MAX)的乘积，就是瞬态脉冲功率的最大值。
使用时应正确选取TVS，使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。
瞬态电压抑制二极管的分类
瞬态电压抑制二极管可以按极性分为单极性和双极性两种，按用途可分为各种电路都适用的通用型器件和特殊电路适用的专用型器件。如：各种交流电压保护器、 4~200mA电流环保器、数据线保护器、同轴电缆保护器、电话机保护器等。若按封装及内部结构可分为：轴向引线二极管、双列直插TVS阵列（适用多线保护）、贴片式、组件式和大功率模块式等。
瞬态电压抑制二极管的应用
目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/ 直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、RS232/422/423/485、 I/O、LAN、ISDN 、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。
瞬态电压抑制二极管的特点
（1）将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。
（2）静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms；而一般的TTL器件，遇到超过30ms的10V脉冲时，便会导至损坏。利用TVS二极管，可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰（Crosstalk）。
（3）将TVS二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。
瞬态电压抑制二极管的选用技巧
（1）确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。
（2）TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VWM太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。串行连接分电压，并行连接分电流。
（3）TVS的最大钳位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。
（4）在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大钳位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
（5）对于数据接口电路的保护，还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。
（6）根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合理；多线保护选用TVS阵列更为有利。
（7）温度考虑。瞬态电压抑制器可以在－55℃～+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度工作，由于其反向漏电流ID是随增加而增大；功耗随TVS 结温增加而下降，从+25℃～+175℃，大约线性下降50％雨击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此，必须查阅有关产品资料，考虑温度变化对其特性的影响。
处理瞬时脉冲对元件损害的最好办法是将瞬时电流从感应元件引开。 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二极管便产生雪崩，提供给瞬时电流一个超低电阻通路，其结果是瞬时电流透过二极管被引开，避开被保护元件，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二极管自动回覆高阻状态，整个回路进入正常电压。许多元件在承受多次冲击后，其参数及性能会产生退化，而只要工作在限定范围内，二极管将不会产生损坏或退化。
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I R 。 VBR是TVS最小的击穿电压，在25℃时，低于这个电压TVS是不会产生雪崩的。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V BR 。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，V WM =0.85VBR；对于10％的VBR来说，V WM =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，部份半导体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可携设备应用，设计者可以依需要挑选元件。
2、最大反向漏电流ID和额定反向切断电压VWM。 VWM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。当这个额定反向切断电压VWM加于TVS的两极间时它处于反向切断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。
3、最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流I PP 。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。 V C 、IPP反映了TVS的突波抑制能力。 VC与VBR之比称为钳位因子，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，否则元件面临被损伤的危险。
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。在特定的最大钳位电压下，功耗PM越大，其突波电流的承受能力越大。在特定的功耗PM下，钳位电压VC越低，其突波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覆的，元件规定的脉冲重覆频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01％。如果电路内出现重覆性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，有可能损坏TVS。
5、电容器量C。电容器量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太大将使讯号衰减。因此，C是数据介面电路选用TVS的重要参数。电容器对于数据/讯号频率越高的回路，二极管的电容器对电路的干扰越大，形成噪音或衰减讯号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选元件的电容器范围。高频回路一般选择电容器应尽量小(如 LCTVS、低电容器TVS，电容器不大于3pF)，而对电容器要求不高的回路电容器选择可高于40pF。
瞬态电压抑制二极管特性曲线：
说明：
VBR：崩溃电压@IT- TVS瞬间变为低阻抗的点
VRWM：维持电压-在此阶段TVS为不导通之状态
VC：钳制电压@Ipp -钳制电压约略等于1.3*VBR
VF：正向导通电压@IF -正向压降
IR：逆向漏电流＠VRWM
IT：崩溃电压之测试电流
IPP：突波峰值电流
IF：正向导通电流
TVS瞬态电压抑制二极管有方向吗？
TVS二极管有单、双向之分，如何区分呢？这个是有规律和方法的：1）看型号：尽管品牌不同，其型号命名方式不一样，但还是有规律的。以品牌东沃电子为例，尾缀字母A代表单向，CA代表双向，SM8S30A是单向TVS管，SM8S30CA是双向TVS管2）看规格书：一般在第一页就有描述，双向为双向导通，单向为单向导通；3）万用表测试：单向一边通，双向两边都有电压；单向TVS管一般应用在直流保护中，双向TVS管应用在交流保护中，多路保护选用TVS瞬态抑制二极管阵列，大功率保护选用TVS管专用保护模块。具体选用什么型号的物料来防护，好需要根据电路的防护需求和参数来定。SM8S30A单向TVS二极管SM8S30CA双向TVS二极管
防盗报警器原理（光电三极管）
光电三极管也称光敏三极管，它的电流受外部光照控制。是一种半导体光电器件。比光电二极管灵敏得多，光照集中电结附近区域。
利用雪崩倍增效应可获得具有内增益的半导体光电二极管（APD）,而采用一般晶体管放大原理，可得到另一种具有电流内增益的光伏探测器，即光电三极管。它的普通双极晶体管十分相似，都是由两个十分靠近的p-n结-------发射结和集电结构成，并均具有电流发大作用。为了充分吸收光子，光电三极管则需要一个较大的受光面，所以，它的响应频率远低于光电二极管。[1]
2.1机构与工作原理
光电三极管是一种相当于在基极和集电极之间接有光电二极管的普通三极管，因此，结构与一般晶体管类似，但也有其特殊地方。如图2.1.1所示。图中e.b.c分别表示光电三极管的发射极.基极和集电极。正常工作时保证基极--集电极结（b—c结）为反偏正状态，并作为受光结（即基区为光照区）。光电三极管通常有npn和pnp型两种结构。常用的材料有硅和锗。例如用硅材料制作的npn结构有3DU型，pnp型有3GU型。采用硅的npn型光电三极管其暗电流比锗光电三极管小，且受温度变化影响小，所以得到了广泛应用。[2]
光电三极管的工作有两个过程，一是光电转换;二是光电流放大。光电转换过程是在集---基结内进行，它与一般光电二极管相同。[3]当集电极加上相对于发射极为正向电压而基极开路时（见图2.1.1（b）），则b--c结处于反向偏压状态。无光照时，由于热激发而产生的少数载流子，电子从基极进入集电极，空穴则从集电极移向基极，在外电路中有电流（即暗电流）流过。当光照射基区时，在该区产生电子---空穴对，光生电子在内电场作用下漂移到集电极，形成光电流，这一过程类似于光电二极管。于此同时，空穴则留在基区，使基极的电位升高，发射极便有大量电子经基极流向集电极，总的集电极电流为
IC=IP +βI P=（1+β）IP 2.1.1
图2.1.1光电三极管结构及工作原理
式中β为共发射极电流放大倍数。因此，光电三极管等效于一个光电二极管与一般晶体管基极---集电极结的并联。它是把基极---集电极光电二极管的电流（光电流IP）放大β倍的光伏探测器，可用图2.1.1（c）来表示。与一般晶体管不同的是集电极电流IC由基极---集电极结上产生的光电流IP=Ib控制。也就是说，集电结起双重作用，一是把光信号变成电信号起光电二极管的作用；二是将光电流放大，起一般晶体三极管的集电极的作用。[4]
2.2光电三极管的等效电路
根据光电三极管的工作原理，我们可以比较容易的画出他的等效电路。由于它的集电结势垒电容Ccb远小于发射结势垒电容Cbe,我们可以得到如图2.2.1光电三极管的交流等效电路，图中ip为集电结光电二极管的电流源，Cbe为发射结电容；rbe为发射结正向微分交流电阻；iLw为放大后的电流源；iL=βip;β为光电三极管的放大倍数；Rce为集电极发射极电阻；Cce为集电极发射极间电容；RL为负载电阻。由图5--40等效电路，
可以得到负载电阻两端的输出电压V0为
2.2.1
式中， ， 为入射光信号的角频率，选择合适的负载，使得 ，则 ,输出电压为
2.2.2
由上式可看出，当输入光信号时，由于发射结电容相对较大，造成对信号的分流，将使有效输出信号减小。此外，电容 的旁路也会减少流过 的输出电流。利用光电三极管的等效电路在计算机和分析它的时间响应和输出外特性是非常方便的。[5]
2.3光电三极管的特性参数
2.3.1伏安特性
图2.3.1表示光电三极管的 关系曲线。由图可见，光电三极管在偏压为零时，集电流为零。当有光照时，光电三极管输出电流比同样光照下光电二极管的输出电流大 倍。图中曲线还表明，在光功率等间距增大的情况下，输出电流并不等间距增大，这是由于电流放大倍数 随信号光电流的增大而增大所引起的。
2.3.2频率响应
光电三极管的频率响应与 结的结构及外电路有关。通常需考虑：少数载流子对发射结和收集结势垒电容（ 和 ）的充放电时间;少数载流子渡越基区所需时间；少数载流子扫过收集势垒区的渡越时间；通过收集结到达收集区的电流流经收集区及外负载电阻产生的结压将，使收集结电荷量改变的时间常数。于是光电三极管总响应时间应为上述各个时间之和。因此，光电三极管的响应时间比光电二极管的要长的多。由于光电三极管广泛应用于各种光电控制系统，其输入光信号多为脉冲信号，即工作在大信号或开关状态，因而光电三极管的响应时间或响应频率将是光电三极管的重要参数。[6]
为改善光电三极管的响应频率，从光电三极管的等效电路可知道应尽可能减少 和 时间常数。一方面在工艺上设法减小结电容 . 等；另一方面要合理选择负载电阻 ，减小电路时间常数。图2.3.2给出了在不同负载电阻 下，光电三极管输出电压的相对值与入射光调制频率的关系。由图可知， 愈大，高频响应将愈差。减小 可以改善频率特性。但 降低会导致输出电压下降。因此，在实际使用时，合理选择 和利用高增益运算放大器作后级电压放大，可得到高的输出电压并改善频率响应。此外，为改善频率响应，减小体积，提高增益，电路上常采用高增益.低输入阻抗的运算放大器与之配合。图2.3.3（a）（b）分别表示达林顿光电晶体管的集成电路示意图。实际使用光电三极管时常采用带基极引线的光电三极管，并提供一定的基极电流。对无基极引线的光电三极管，则给予一定照度的背景光，使其工作于线性放大区，以得到较大的集电极电流，这将有利于提高光电三极管的频率响应。图2.3.4给出了光电三极管响应时间与集电极电流 的关系，由图可知，增加集电极电流 可减小光电三极管的响应时间，即提高光电三极管的工作频率。[7]
与光电二极管相比较，光电三极管频率响应较低，不宜使用于高速，宽带的光电探测系统中，但由于其响应率高，具有电流内增益，故在一般光电探测系统中仍得到广泛应用。
设计一个报警器。由图3.1（a）、（b）所示电路分别是红外发射器和红外接收、无线发射机的电路图。
图3.1（a）所示电路为红外发射器电路。由VT1、VT2、C1以及R1等组成一个300Hz左右的自激振荡器，其振荡器频率主要由时间常数R1 C1决定。红外发射二极管串接在VT2的集电极回路中，在振荡器振荡过程中VT2每导通一次，发光二极管发光一次。R3用于限流，使VT2的电流不超过500mA。
（a） 红外发射器
（b）红外接受无线发射机
图3.1 遮光式红外监控无线报警器电路
在图3.1（b）所示电路中，红外就收管VD3选用选用与发射管配套的管型（光波长一致）。VD3将照射的红外光转换成电信号，并经C2、R5加至IC1-a的反相输入端。IC1采用双运放TL072（或LM358、R4558、NE5532），其同相端外接6V骗子电压。该级的放大倍数K=20lg(R8/R5),图示参数给出近53dB的放大量。IC1-a的输出经VD4、C3等整流后，以直接电压形式加至IC1-b的反相输入端。IC1-b与R10、R12、RP1等组成一个电压比较器，当VD3一直受红外光照时，b点的电位Vb<Va(预先调好)，IC1-b的输出端（⑦脚）呈高电平，VT3饱和导通，致使其集电极，（即IC2的④脚）呈低电平（<0.4V）。IC2与R15、R16、C4等组成一个可控多谐振荡级，当它的强制复位④脚呈低电平时，电路被强制复位，振荡中止。
当有人涉足红外监控区时，红外光束被遮断，IC1-a无信号输入，其输出呈低电平，则电源电压通过R9对C3充电，致使Vb>Va, IC1-b的⑦脚呈低电平，VT3截止，则IC2的④脚通过R14接电源，呈高电位，IC2起振。其振荡频率f=1.44/[( R15+2 R16)C4],图示参数的振荡频率约为1000Hz。
IC2输出的音频脉冲信号通过R17、C6加至VT4的基极。VT4与L、C9、C10等组成一个高频振荡器，其振荡频率主要取决于L、C9组成的选频回路，调节C9，使振荡频率在调频波段88-108MHz范围内。同时，该振荡级在输入脉冲信号的激励下呈调频振荡状态，这是由于VT4的集电结电容随调制脉冲的高低电平变化，进而实现调频。调频载波信号通过天线发射出去。
