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时源芯微 专业EMC解决方案提供商 为EMC创造可能 TVS（Transient Voltage Suppressor，瞬态电压抑制二极管）和ESD（Electrostatic Discharge，静电放电保护二极管）均用于电路保护，但在设计目标、性能参数及应用场景上存在显著差异。以下是两者的核心区别及选型指南： 一、核心功能与设计目标 参数 TVS管 ESD管 核心用途 抑制高能量瞬态过压（浪涌、雷击、电源干扰） 防护静电放电（ESD）及低能量快速瞬态脉冲 典型场景 电源线、通信端口、工业设备 数据接口（USB/HDMI）、芯片I/O引脚 设计目标 高功率吸收能力，长期稳定性 超快响应，低电容，多脉冲耐受性 二、关键性能参数对比 参数 TVS管 ESD管 响应时间 1ns~5ns（较慢，侧重能量吸收） 1ns（极快，针对纳秒级ESD事件） 钳位电压 较高（如30V~600V，与功率相关） 极低（如5V~30V，精确匹配IC耐压） 峰值脉冲功率 数百瓦~数千瓦（如SMCJ系列达1500W） 数十瓦（如如TSESR2683A仅30W） 结电容 较高（5pF~100pF，可能影响高频信号） 极低（0.5pF~5pF，适合高速接口） 耐受次数 单次或少量高能量冲击（易老化） 数千次ESD冲击（如IEC 61000-4-2 ±15kV） 三、应用场景与典型电路 TVS管的典型应用 电源端口 ： 防护雷击浪涌（如AC/DC输入端的SMBJ系列）。 吸收感性负载切换的反电动势（如电机驱动电路）。 通信线路 ： 抑制RS-485接口的浪涌。 设计要点 ：需串联保险丝防止TVS短路失效。 ESD管的典型应用 高速数据接口 ： USB 3.0/HDMI的ESD防护（如SRV05-4低电容阵列）。 手机SIM卡触点保护（如ESD9X系列）。 敏感IC保护 ： 微处理器GPIO引脚防护（如PESD3V3）。 设计要点 ：布局时尽量靠近被保护器件（5mm）。 四、封装与成本对比 参数 TVS管 ESD管 常见封装 SMA/SMB/SMC（大体积，散热需求高） 0201/DFN1006（超小封装，高密度布局） 成本 较高（高功率器件成本增加） 较低（适合大批量消费电子） 五、选型误区与注意事项 误区：TVS可替代ESD管 问题 ：TVS结电容高（如SMBJ5.0A约50pF），用于USB 3.0（5Gbps）会导致信号失真。 对策 ：高速接口必须选ESD管（如USB3.0专用TSESP1985B）。 误区：ESD管能抗雷击 问题 ：ESD管功率低（如±8kV/30A），无法承受雷击浪涌（8/20μs波形下需kA级通流）。 对策 ：电源端口需TVS+压敏电阻（MOV）多级防护。 关键参数验证 TVS选型 ：确保钳位电压 V C V 设备耐压 V C ​ V 设备耐压​，如5V电路选 V C = 9 V 。 ESD选型 ：电容 C j 信号带宽要求 C j ​信号带宽要求，如10Gbps信号需 C j 0.5 p F 。 六、联合使用案例 场景：工业以太网端口防护 一级防护（浪涌） ：TVS（SMBJ58CA，600W）吸收雷击能量。 二级防护（ESD） ：ESD阵列（TSESP2685B，0.5pF）保护PHY芯片。 布局要点 ：TVS靠近端口，ESD靠近芯片，级间串联磁珠（如600Ω@100MHz）。 七、总结 TVS管 ：高能量、慢速瞬态防护，适用于电源和通信浪涌。 ESD管 ：低能量、超快速静电防护，专为高速接口和敏感IC设计。 选型核心 ：根据 脉冲类型（ESD/浪涌） 、 信号频率 和 能量等级 综合决策，必要时多级防护结合使用。

1.上海雷卯推出多种电压 高强Ipp ESD 防护器件 下表仅是部分展示。 3.USB PD 防浪涌方案 4.为什么需要高强Ipp ESD防护器件 硬件工程师常会遇到这种情况，我的PCB 板上电源也放ESD保护器件 了，但是当插拔电或上电瞬间ESD保护器件烧毁了，导致后端的被保护芯片也因浪涌大而损坏。这是怎么回事。 上图右侧红色圈内的是ESD保器件去框架和焊料后观察芯片，失效芯片有贯穿性烧蚀点。 经分析是ESD器件的Ipp(功率） 不够高，上电瞬间浪涌电流（功率）超过了ESD器件所能承受的范围。 5.高强Ipp ESD保护器件优点 高功率 ESD 保护器件提供了更强大的静电放电保护能力，能够有效地保护电子设备免受静电损害，提高设备的可靠性和稳定性。 1） 强大的保护能力：高 Ipp（功率） ESD 保护器件能够承受较高能量的静电放电，提供更强的保护能力，有效地防止电子设备受到 ESD 冲击而损坏。 2） 快速响应时间：高Ipp（功率） ESD 保护器件具有快速的响应时间，可以在瞬间将静电放电能量导向地面，从而减少对电路和元件的损害。 3.）低电阻特性：高Ipp（功率） ESD 保护器件通常具有低电阻特性，能够提供良好的导电通路，使静电放电电流快速消散，降低对设备的影响。 4） 高可靠性：高Ipp（功率） ESD 保护器件经过严格的测试和验证，具有高可靠性和稳定性，能够在长期使用中保持良好的保护性能。 5） 广泛的应用领域：高Ipp（功率） ESD 保护器件适用于各种电子设备和系统，如通信设备、工业控制系统、汽车电子、医疗设备等，对于对静电放电敏感的应用具有重要意义。 ESD器件选择需根据电子设备使用的浪涌干扰具体情况选择合适参数的Ipp ESD器件。 上海雷卯电子科技有限公司，成立于2011年，品牌Leiditech，是国家高新技术企业。公司研发团队由留美博士和TI原开发经理组建，凭借技术精湛的研发队伍和经验丰富的电磁兼容行业专家，主要提供防静电TVS/ESD以及相关EMC元器件（放电管TSS/GDT、稳压管ZENER、压敏电阻MOV、整流二极管RECTIFIER、自恢复保险丝PPTC、场效应管MOSFET、电感）。 Leiditech围绕EMC电磁兼容服务客户，自建免费实验室为客户测试静电ESD（30KV）、群脉冲EFT(4KV)、浪涌（8/20，10/700 10/1000）、汽车抛负载（7637 5a/5b）和元器件的性能测试等。Leiditech紧跟国内外技术更新脉搏，不断创新EMC保护方案和相关器件，目标方向为小封装，大功率，为国产化替代提供可信赖方案和元器件。 表格信息： 产品信息： Information of ESD Electrostatic Discharged Protection Devices, referred to as ESD. It is mainly used to protect the Electrostatic Discharge of communication interface . The reason of Electrostatic Discharge： a. Two substances via the contact friction and loss of electrons or the electron, the charge band (no flow) termed static; b. Due to switch electricity or lightning induced surge also indirect causes static electricity; c. Temperature and humidity affect the turboelectric charged, at less than 45℃, it will produce higher humidity greater voltage more than in 55℃, damaging also relatively large. The selection tips of ESD 1. The Vrwm is bigger or equal to the circuit working voltage is better; 2. The Cp of ESD is confirmed by the rate of data port, the data transfer more faster ,the Cp of ESD should be more smaller; 3. Selecting suitable Ipp for your circuit, the suitable Vc for your circuit and power=Ipp*Vc*power factor; 4. According to the PCB to select package (1-channel or multi-channels).

TVS二极管 基本结构 符号 用途和特点 *单向的情况 保护后段的IC免受由静电和电源波动引起的意外浪涌的影响。 工作原理与稳压（齐纳）二极管基本相同。 TVS是“Transient Voltage Suppressors”的首字母缩写，是一种用于过电压保护和 ESD保护的器件。 TVS二极管的工作原理 TVS二极管用来保护后段的IC免受由静电和电源波动引起的意外过电压和浪涌的影响。 整流二极管和肖特基势垒二极管利用的是二极管的正向特性，而TVS二极管与齐纳二极管（ZD）一样，利用的是二极管的反向特性。 如下图所示将TVS二极管与IC并联，当电路正常工作时，TVS二极管处于OFF状态，只消耗一定的漏电流。 当被施加了浪涌等过电压时，TVS二极管会变为ON状态，并且TVS侧会消耗脉冲电流，从而钳制过电压并保护后段的IC。 TVS二极管的极性（单向和双向） TVS二极管的极性是与电路品质相关的项目。 单向TVS可用作LH等单极电路的保护器件，不适用于保护双极电路。 双向TVS可以用于正负两极的保护，因此适用于保护双极电路和CAN等数据线路。 此外，双向TVS也可用于保护单极电路。 TVS与稳压二极管(Zener diode)的区别 TVS和ZD在利用二极管的反向特性方面是相同的，但是由于ZD主要用于恒压应用，因此对电压稳定的低电流范围（5mA～40mA）规定了“齐纳电压（VZ）”。 此外，ZD基本上在ON状态下使用。 而TVS为了不影响IC的驱动电压，在电路正常工作期间处于OFF状态，当被施加了浪涌等突发过电压时，击穿电压值变得越发重要。 因此，规定了绝对不会导致击穿的两个电压——“截止电压（VRWM）”和“击穿电压（VBR）”。 此外，由于其主要用途是过电压保护，因此，作为保护特性，对几A～几十A范围内的大电流范围特性也有规定。 来源：rohm

​ 转载--- 电源研发精英圈 2019-07-26 20:00 TVS、压敏、放电管做雷击哪个更好! 在雷电放电的过程中，由于瞬间放电产生了强烈的电磁脉冲，在临近的设备或电子线路上感应了幅值和变化速率都很高的浪涌电压电流，对某些电子设备产生毁灭性的的破坏，而过压/浪涌防护器件就是为各类电子设备提供防护的，避免设备内部的电子元器件遭受雷击浪涌的损坏。压敏电阻、气体放电管、TVS管（瞬间抑制二极管）三种器件都限压型的浪涌保护器件，都被用来在电路中用作浪涌保护，但是却有不少客户认为TVS二极管不如气体放电管和压敏电阻。关于TVS二极管和气体放电管、压敏电阻谁在限压/浪涌防护中作用更大的问题，元芳，你怎么看？ ​ 有比较才能够凸显出优劣，从而找到最佳的方案。这一招不管是在市场招商还是电子保护器件的选型都是适用的。但是在这里居然能够看到有人说TVS二极管不如气体放电管和压敏电阻，这个很多工程师们就不同意了。工程师从反应时间、通流容量以及工作原理三个方面分析了三种过压/浪涌防护器件的优劣，也深深的让小编感受到了TVS二极管的强大，瞬间就能理解TVS二极管为什么应用范围那么广泛了。小编也不藏私，以下就是某电子FAE工程师分析三种过压/浪涌防护器件优劣的三点： 1 在反应时间上 快： TVS二极管的反应速度是最快的，为皮秒级 中： 压敏电阻介于TVS和气体放电管之间 压敏电阻略慢，为纳秒级； 慢： 而气体放电管最慢，通常为几十个纳秒甚至更多。 2 在通流容量上 小： TVS二极管通常只有几百A; 中： 压敏电同样介于TVS和气体放电管之间， 而压敏电阻按不同规格，可通过数KA到数十KA的单次8/20uS浪涌电流； 大： 而对于气体放电管来说通常十KA级别8/20μS浪涌电流可导通数百次。 2 从原理上看 TVS管基于二极管雪崩效应； 压敏电阻器基于氧化锌晶粒间的势垒作用； 而气体放电管则是基于气体击穿放电。 另一个不能忽略的特点是二极管可以很方便地与其它器件集成在一个芯片上，现有很多将EMI过滤和RFI防护等功能与TVS管集成在一起的器件，不但减少设计所采用的器件数目降低成本，而且也避免PCB板上布线时易诱发的伴生自感。 ---end--- ​

​ 转载--- 电源研发精英圈 2017-08-28 21:15 我 们 学 电 源 电 源 看 这 里 电源界第一大公众平台48000+电源工程师关注 稳压二极管(Zener Diod 齐纳二极管) A原理:它工作在电压反向击穿状态,当反向电压达到并超过稳定电压时,反向电流突然增大,而二极管两端电压恒定 B分类 从稳压高低分:低压稳压二极管(<40V); 200V) 从材料分:N型;P型 C.主要参数 ①稳定电压VZ:在规定的稳压管,反向工作电流IZ下,所对应的反向工作电压。 ②稳定电流IE ③动态电阻rZ； ④最大耗散功率 PZM ⑤最大稳定工作电流 IZmax和最小稳定工作电流 IZmin ⑥温度系数at,温度越高,稳压误差越大 D.用途 ①对漏极和源极进行钳位保护 硅稳压二极管稳压电路 它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的,由于反向特性陡直,较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。 ​ ​ 瞬态抑制二极管简称TVS (Transient Voltage Suppressor) 1.特点: 在规定的反向应用条件下,当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时,其工作阻抗能立即降至很低的导通值,允许大电流通过,并将电压箝制到预定水平,从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。反映速度快(为pS级), 体积小，箝位电压低，可靠性高双向TVS适用于交流电路,单向TVS一般用于直流电路。 2.分类: 按极性分为单极性和双极性两种 3. 符号: Symbol ​ 4.二极管的特性图表 ​ ​ 5.二极管的抑制瞬态电压的例图和单向保护图形 ​ 6.TVS 的主要参数 ① VBR:Reverse Breakdown Voltage (反向崩溃电压即击穿电压) 定义: 当TVS 流过规定的1mA 电流（ IR）时,测德TVS 两极间的电压VBR是TVS 最小的雪崩电压。25℃时,在这个电压之前,TVS 是不导通的, 当瞬态电压超过VBR,瞬态电压抑制二极管便产生崩溃把瞬态电压抑制在某个水平, 提供瞬态电流一个超低电阻通路,让瞬态电流透过瞬态电压抑 制二极管被引开, 避开被保 护元件。 ② IR: Reverse Leakage Current (反向漏电电流) 当最大反向工作电压施加到TVS上时,TVS管有一个漏电流IR,一般都会有10-100μA的反向漏电电流。当TVS用于高阻抗电路时,这个漏电流是一个重要的参数。 ③ VRWM: 最大反向工作电压 (Reverse Stand-off Voltage:可承受的反向电压)是器件反向工作时，在规定的IR下，器件两端的电压值。此时二极管为不导通之状态，通常VRWM=（0.8~0.9）VBR。使用时,应使VRWM不低于被保护器件或线路的正常工作电压。 ④ VC(max ):最大箝位电压(TVS diode Clamping Voltage :抑制电压) 在脉冲峰值电流Ipp 作用下,器件两端的最大电压值称为最大箝位电压。使用时,应使VC(max )不高于被保护器件的最大允许安全电压。最大箝位电压与击穿电压之比称为箝为系数。即:箝位系数=VC(max )/VBR一般箝位系数为1.3左右。 ⑤ Cj:TVS diodeJunction Capacitance (瞬态二极管的电容值) TVS的电容由硅片的面积和偏置电压来决定,电容在零偏情况下,随偏置电压的增加,该电容值呈下降趋势。电容的大小会影响TVS器件的响应时间。瞬态电压抑制二极管的电容值越大对电路的干扰越大, 形成噪音越大或衰减 讯号强度越大, 对于数据/讯号频率越高的回路,电容值不大于10pF。 ⑥ IPP:最大的峰值脉冲电流。 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。 ⑦ PPR:反向脉冲峰值功率。 TVS的PPR取决于脉冲峰值电流IPP和最大箝位电压VC,除此以外,还和脉冲波形、脉冲时间及环境温度有关。 ​ 7.瞬态抑制二极管TVS的命名法则 ​ 8. 检测二极管的方法 用万用表R×1k挡测量管子的好坏 ①对单极型的TVS,按照测量平凡二极体的方法,可测出其正、反向电阻， 一般正向电阻为4k5左右,反向电阻为无限大 。 ②对双向极型的TVS,任意调换红、黑表笔测量其两引脚间的电阻值均应为无限大,否则,申明管子机能不良或已经损坏。 9. TVS在电路应用中的典型例子: 直流电中选用举例: 整机直流工作电压12V,最大允许安全电压25V（峰值）,浪涌源的阻抗50MΩ,其干扰波形为方波,TP=1MS,最大峰值电流50A。 ​ 交流电路应用举例： 直流线路采用单向瞬变电压抑制二极管,交流则必须采用双向瞬变电压抑制二极管。交流是电网电压,这里产生的瞬变电压是随机的,有时还遇到雷击（雷电感应产生的瞬变电压）所以很难定量估算出瞬时脉冲功率PPR。但是对最大反向工作电压必须有正确的选取。一般原则是交流电压乘1.4倍来选取TVS管的最大反向工作电压。 直流电压则按1.1～1.2倍来选取TVS管的最大反向工作电压VRWM。下图给出了一个微机电源采用TVS作线路保护的原理图 ​ 1.在进线的220VAC处加TVS管抑制220V交流电网中尖峰干扰。 2. 在变压器进线加上干扰滤波器,滤除小尖峰干扰。 3 .在变压输出端VAC=20V处又加上TVS管,再一次抑制干扰。 4 .到了直流10V输出时还加上TVS管抑制干扰。 ---end--- ​