一、什么是鉗位二極管

鉗位二極管其實就是TVS 管，也就是瞬態抑制二極管的簡稱（Transient Voltage Suppressor）。它是在穩壓二極管的基礎上發展而來的，是一種二極管形式的新型高效能保護器件，也就是限壓型的過壓保護器件。

TVS通常采用二極管式的軸向引線封裝結構，也有貼片的，TVS的核心單元是芯片，芯片有單極型和雙極型兩種結構，單極型TVS有一個PN結，雙極型TVS有兩個PN結。單極性只對一個方向的浪涌電壓沖擊起保護作用，雙極性。

瞬態二極管對相反的極性浪涌電壓沖擊都起保護作用，相當于兩只穩壓管反向串聯。這種管突出的特點就是具有擊穿電壓低、響應時間為幾十ps數量級、漏電流小、瞬態功率大、無噪聲等特點，因此在信號系統內得到廣泛的應用及認可。

下面來先了解一下兩個二極管反向串聯時候是怎工作的，如下圖D1和D2兩個二極管反向串聯在一起，這屬于鉗位保護電路，也有利用這種鉗位來取過零信號，在鉗位電路中，二極管負極接地，則正極端電路被鉗位零電位以下；工作時候一次只能有一個二極管導通，而另一個處于截止狀態，那么它的正反向壓降就會被鉗制在二極管正向導通壓降0.5-0.7（假如導通壓降是此）以下，從而起到保護電路的目的。

二、鉗位二極管保護原理

如下圖是TVS管的電壓---電流特性。在浪涌電壓的作用下，TVS管兩極之間電壓由額定反向關斷電壓VWM上升到擊穿電壓VBR 時被擊穿，出現了擊穿電流,，于是流過 TVS 管的電流將達到峰值脈沖電流 IPP ,其兩端的電壓也被鉗位于預定的最大鉗位電壓VC以下。其后隨著脈沖電流按指數衰減，TVS 管兩極的電壓也不斷下降，最后恢復到初態 ，這就是 TVS 管抑制浪涌電流脈沖功率，保護電子器件的原理。

三、鉗位二極管保護線路

保護電路在很多方面都有應用，例如在電機通斷電路應用、電源過壓沖擊應用、通訊電路防靜電保護、各種負載沖擊電路等。如下圖是其中的四種。

1、線路沖擊保護電路

這是應用比較多的，一般是在直流的場合，只需要加單向的就可以了，有些還加雙向的。

2、因負載通斷引起沖擊的保護電路

由于很多負載都不是純阻性的，在關斷過程當中都會有一個反向電動勢等尖峰電壓，很容易損壞負載以及電路元器件。

3、繼電器、接觸器等保護電路應用

在繼電器有時候也可以反向并聯一個快恢復二極管。

4、電源過壓沖擊應用

四、鉗位二極管選用

在使用TVS二極管時需要選擇合適的管子，要不然達不到既經濟又能保護電路的效果，在實際當中一般都要注意以下三點：

1、單向還是雙向

由于雙向TVS可以在正反兩個方向吸收瞬時大脈沖功率，并把電壓箝制到預定水平。如果電路有可能承受來自兩個方向的浪涌電壓沖擊時， 應當選用雙向TVS。值得注意的是：雙向TVS一般適用于交流電路，單向TVS一般用于直流電路。

2、最大峰值脈沖功耗

TVS的最大峰值脈沖功耗PM必須大于電路中出現的最大瞬態浪涌功率。由于在實際應用過程中，浪涌有可能重復地出現，因此在規定的間隔時間內，重復施加脈沖能量的累積不至于超過TVS器件的脈沖能量額定值。

3、最大反向工作電壓

最大反向工作電壓的選取也是一個比較重要參數，一般原則是以交流電壓的1.4倍來選取TVS管的最大反向工作電壓。直流電壓則按1.1～1.2倍來選取TVS管的最高反向工作電壓。

審核編輯：湯梓紅

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