今天聊一聊消費類電子經(jīng)常碰到的TVS管。

一道面試題

照例，先拋出來一道面試題：“TVS管有哪幾個關鍵電壓？它們之間的大小關系怎樣？”。這個問題比較常規(guī)，面試中標的概率比較高。反正我是被面試官問到過，我也問過來面試的人。實際使用時也經(jīng)常碰到。如何回答，10秒時間自己先思考下。

TVS-ESD

TVS是啥？

瞬態(tài)電壓抑制器：Transient Voltage Suppressor，一種二極管形式的高效能保護器件。其他的，百度百科解釋了一大堆，我就不搬運了。小伙伴自行研究，總之，這個器件能吸收瞬態(tài)能量，能扛靜電的瞬態(tài)干擾！

可能又會有小伙伴問了：啥是靜電的瞬態(tài)干擾？

好問題，就喜歡這種打破砂鍋問到底的調(diào)性。當年吃虧就是吃虧在這上面，要不然當時就把小學生輔導作業(yè)的活兒給接了，現(xiàn)在估計也已經(jīng)登上人生巔峰。不至于現(xiàn)在大周末還在電腦前碼字！

靜電的瞬態(tài)干擾，就是我們常說的ESD：Electro-Static Discharge。

①ESD產(chǎn)生方式有多種，如接觸、摩擦、電器間感應等；

②ESD特點：高電壓、低電量、作用時間短。

ESD已經(jīng)被認為是電子產(chǎn)品質(zhì)量最大的潛在殺手。其對電子產(chǎn)品的損壞具有突發(fā)性和潛在性，不容易被察覺。所以，TVS在電子產(chǎn)品設計中已經(jīng)被大量應用。

其實，前面說了一堆主要想表達：ESD問題普遍且重要，TVS能解決ESD問題。

TVS-4種電壓

要弄清楚面試題中的電壓問題，最有說服力的就是實際拿一份Datasheet研究。

正好最近在用Amazing(晶焱科技)的AZ1613-01L，可以拿出來聊一聊。

上圖為AZ1613-01L的截圖，數(shù)一數(shù)，總共有4種電壓，分別是Vrwm，Vbr，Vcl，Vcl-surge。

Vrwm：指的是最大反向工作電壓，此時TVS處于關斷狀態(tài)。流過它的電流應小于或等于其更大反向漏電流。

Vbr：指的是擊穿電壓，此時TVS處于雪崩擊穿狀態(tài)。流過它的(測試驗證)電流一般情況是Ibr=1mA。

Vcl：指的是鉗位電壓，此時TVS處于擊穿狀態(tài)，脈沖能量源是參考IEC61000-4-2，接觸放電，+/-8kV模式，器件兩端的電壓值；

Vcl-surge：指的是鉗位電壓，TVS處于擊穿狀態(tài)，脈沖能量源是參考IEC61000-4-5，浪涌能量(模擬雷電或帶電插拔)，按照電流波形8/20us，器件兩端的電壓值。

從上面規(guī)格書的數(shù)值，可以看出：

Vrwm=3.3V，Vbr=4.6~7.6V，Vcl=8V。Vcl-surge是浪涌能量的鉗位，這里先放一放。由此也可以看出三者之間的大小關系，即：Vrwm

TVS-U/I曲線…

如果只是單純看Datasheet中的數(shù)字，可能不太直觀。所以廠家一般會給出TVS對應的U/I曲線。今天我們聊的這顆也不例外。規(guī)格書往下翻，就看到下圖。

如圖所示，Vrwm、Vbr、Vcl的大小關系，一目了然。

TVS-定量關系

上面從數(shù)值大小和曲線方向，表明了三種電壓的大小關系。這里我們再拔高一下，定量的描述下三者間的關系。

①Vrwm=(0.8～0.9)Vbr；

②Vcl=(1.2~1.4)Vbr，1.2~1.4是鉗位系數(shù)。

注意只是經(jīng)驗值，供參考，不一定都滿足，在選型分析時可以用用。

IEC61000-4-2/5…

可能又有小伙伴會問了：IEC61000-4-2和IEC61000-4-5這又是啥？

好問題。這些都是國際電工委員會（IEC）的測試標準，用于確保電子設備在日常環(huán)境中靜電放電或浪涌騷擾的情況下不降級或不損壞。

IEC 61000-4-2測試，是根據(jù)人體放電模型進行的ESD抗擾度測試。測試波形如下圖所示：

IEC61000-4-5測試，是浪涌抗擾度測試，模擬直接雷電產(chǎn)生的瞬態(tài)現(xiàn)象，以及附近雷電感應引起的電壓和電流浪涌，還有帶電插拔的場景。測試波形如下圖所示：

注意：IEC61000-4-2和IEC61000-4-5測試波形和測試能量級不一樣。這里涉及EMC測試相關內(nèi)容，不做展開。

總 結(jié)

今天討論的內(nèi)容先到這里，簡單總結(jié)下：

①TVS能干啥？能吸收瞬態(tài)能量，能扛靜電的瞬態(tài)干擾；

②靜電的瞬態(tài)干擾是啥？ESD；

③ESD有啥特點？高電壓、低電量、作用時間短、突發(fā)性和潛在性；

④TVS有幾種電壓？Vrwm，Vbr，Vcl，Vcl-surge；

⑤大小關系：Vrwm

⑥定量關系：Vrwm=(0.8～0.9)Vbr，Vcl=(1.2~1.4)Vbr(僅供評估參考，不是都滿足)；

⑦IEC 61000-4-2測試，是根據(jù)人體放電模型進行的ESD抗擾度測試；IEC61000-4-5測試，是浪涌抗擾度測試，模擬直擊雷、感應雷和帶電插拔的場景。

怎么樣？一個簡短的問題，給出的回答可淺可深。我的助攻只能到這里，能否晉升到陸地神仙境，一劍開天門，就看你的造化了！

編輯：黃飛

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