一、核心區別
特性 | TVS管 | 壓敏電阻 | 電容 |
---|---|---|---|
工作原理 | 反向擊穿導通,鉗位電壓 | 非線性電阻變化,吸收能量 | 容抗抑制高頻噪聲 |
響應時間 | ps級(極快) | ns級(較慢) | 依賴頻率(高頻有效) |
寄生參數 | 低電容(適合高頻信號) | 高電容(影響信號完整性) | 固有容值(需匹配頻率) |
耐浪涌能力 | 中等(數百A) | 強(數千A) | 弱(需配合其他器件) |
適用場景 | 高速信號線、傳感器 | 電源線、低頻信號 | 電源去耦、高頻濾波 |
二、性能對比
響應速度:
TVS管 > 電容 > 壓敏電阻
(TVS適合保護高頻芯片,壓敏電阻可能因響應慢導致后級器件損壞)
頻率特性:
TVS管:寬帶響應(DC~GHz)
壓敏電阻:低頻有效(<100MHz)
電容:高頻濾波(>1MHz)
壽命與可靠性:
TVS管:多次脈沖后性能下降
壓敏電阻:可能因過應力失效
電容:穩定性高(需避免過壓)
三、協同與互補
典型組合方案:
電源線:
壓敏電阻(初級保護) + TVS管(次級保護) + 電容(濾波)
高速信號線:
TVS管(近端保護) + 電容(遠端濾波)
互補性:
TVS管 + 電容:
TVS吸收瞬態能量,電容濾除高頻殘余噪聲。
壓敏電阻 + 電容:
壓敏電阻承受大電流,電容抑制低頻干擾。
四、選型關鍵點
信號類型:
高頻/敏感信號:優先選低電容TVS管(如SMBJ系列)。
電源線:選大通流壓敏電阻(如14D系列) + 大容量電容。
布局規則:
靠近保護對象:TVS管/壓敏電阻需緊貼被保護引腳(距離<5mm)。
接地設計:通過寬銅皮(>2mm)或專用接地層連接。
測試驗證:
使用ESD槍模擬放電(如±8kV接觸放電),觀察波形鉗位效果。
檢查信號完整性(如眼圖測試)避免過保護。
五、典型整改案例
問題:某車載設備因ESD導致CAN總線收發器損壞。
措施:
CAN_H/L線串聯TVS管(如PESD5V0L1BA)。
電源線并聯壓敏電阻(14D471K) + 10μF電解電容 + 0.1μF陶瓷電容。
結果:通過ISO 10605標準測試。
總結
TVS管:高頻信號保護首選,需關注鉗位電壓與信號電平匹配。
壓敏電阻:電源線防護主力,注意避免高頻信號劣化。
電容:基礎濾波元件,需與其他器件配合實現全頻段防護。
審核編輯 黃宇
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