单向TVS管和双向TVS管的工作原理及选用

TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值。有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。由于它具有响应速度快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。
TVS管器件按极性可分为单极性和双极性两种，即单向TVS管和双向TVS管。单向TVS的一端标有色环接正极，双向TVS管的中间标有两道环或不标，无极性。
单向TVS管保护器件仅能对正脉冲或者负脉冲进行防护，而双向TVS管保护器件一端接要保护的线路，一端接地，无论来自反向还是来自正向的ESD脉冲均被释放，更有效地保护了IC。
单向TVS管的正向特性与普通稳压二极管相同，反向击穿拐点处近似直角的硬击穿为典型的PN结雪崩。当有瞬时过压脉冲时，器件的电流急骤增加而反向电压则上升到箝位电压值，并保持在这一水平上。
双向TVS管的V-I特性曲线如同两只单向TVS背靠背组合，其正反两个方向都具有相同的雪崩击穿特性和箝位特性，正反两面击穿电压的对称关系为0.9大于等于VBR(正)/VBR (反)小于等于 1.1。一旦加在它两端的干扰电压超过箝位电压Vc就会立刻被抑制掉。
直流保护一般选用单向TVS管，交流保护一般选用双向TVS管，多路保护选用TVS阵列器件，大功率保护选用TVS专用保护模块。
如何选型瞬态抑制二极管？在选用瞬态抑制二极管时，必须考虑电路的具体条件，一般应遵循以下原则：
1、箝位电压VC（MAX）不大于后端电路的最大允许安全电压；
2、最大反向工作电压VRWM不低于电路的最大工作电压，一般可以选VRWM等于或略高于电路最大工作电压；
3、额定的最大脉冲功率，必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率；
4、瞬态抑制二极管使用时，一般并联在被保护电路上。
瞬态抑制二极管作为电路保护的重要组成部分，在保护电子设备安全方面发挥着不可替代的作用。选择合适的瞬态抑制二极管，不仅能够保护电路免受过压和电压尖峰的影响，还能够提高电路的稳定性和可靠性，确保设备的正常运行。