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TVS二极管有哪些常见类型？
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TVS二极管（瞬态电压抑制二极管）通过快速箝位过压保护电路，其类型划分需结合封装形式、功率等级、极性、电压特性及特殊应用需求。以下为系统化分类及典型应用场景分析：
一、按封装形式分类
| 封装类型 | 特点 | 典型应用 |
|---|---|---|
| SMA/DO-214AC | 贴片封装，尺寸紧凑（2.1×1.25mm），功率400W | 消费电子（手机、平板）、便携设备接口（USB/HDMI）、通信模块 |
| SMB/DO-214AA | 贴片封装，功率600W，散热性能优于SMA | 工业电源、汽车电子（车灯控制器、传感器）、服务器电源 |
| SMC/DO-214AB | 贴片封装，功率1500W，适合高密度布局 | 光伏逆变器、充电桩、工业驱动器 |
| P-600/DO-201 | 直插封装，功率5000W，机械强度高 | 电力设备（断路器）、轨道交通、大型电机控制器 |
| DFN/QFN | 超小型贴片封装（0.6×0.3mm），寄生电容<0.3pF | 高速信号接口（10Gbps以太网、PCIe 5.0）、毫米波雷达 |
| MELF | 圆柱形贴片封装，低电感特性（<0.5nH） | 射频电路、精密测量仪器、医疗设备 |
二、按功率等级分类
| 功率等级 | 典型型号 | 应用场景 |
|---|---|---|
| 低功率 | PESD1CAN | CAN总线防护（箝位电压24V，电容3pF） |
| 中功率 | SMAJ5.0CA | 5V电源接口（峰值功率400W，响应时间<1ps） |
| 高功率 | 5KP6.8CA | 工业电源浪涌防护（峰值功率5000W，IEC 61000-4-5 8/20μs测试通过） |
| 超高功率 | 30KP12CA | 电力系统防雷（峰值功率30kW，箝位电压18V@10kA） |
三、按极性分类
| 极性类型 | 结构特点 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 单向 | 仅对正向过压箝位，反向截止 | 直流电源输入端（如笔记本电源适配器）、MOSFET栅极保护 |
| 双向 | 正负双向对称箝位，无极性限制 | 交流电源接口、数据总线（如RS-485）、无极性电池接口 |
| 阵列型 | 多管集成于同一封装（如2通道、4通道），寄生参数一致 | 差分信号线（如USB 3.0）、多路传感器接口 |
四、按电压特性分类
| 电压类型 | 特点 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 标准电压 | 截止电压（VRWM）覆盖5V~440V，步进1V | 通用电子设备（如5V/12V/24V电源） |
| 低电容型 | 电容<1pF，适用于高速信号（如HDMI 2.1的48Gbps） | 高速数据接口、5G基站射频模块 |
| 低漏流型 | 漏电流<0.1μA，适合高阻抗电路（如ADC输入端） | 医疗监护仪、精密测量仪表 |
| 可调电压型 | 通过外部电阻分压调整箝位电压（如TPD2E007） | 定制化电路保护（如柔性PCB接口） |
五、按特殊应用分类
| 应用类型 | 关键参数 | 典型型号 |
|---|---|---|
| 汽车级 | 符合AEC-Q101标准，工作温度-55℃~+150℃，抗硫化 | SM8S系列（如SM8S36A，用于汽车ECU） |
| 医疗级 | 满足IEC 60601标准，低漏电流<0.1μA，高MTBF（>100万小时） | SMBJ5.0CA-M（医疗认证版本） |
| 大电流型 | 峰值脉冲电流>100A（8/20μs波形），如5KP系列 | 充电桩直流母线保护（5KP33A，承受33V箝位电压@100A冲击） |
| 复合防护型 | 集成TVS+GDT（气体放电管）或TVS+MOV（压敏电阻），实现多级防护 | SP3012-06UTG（TVS+GDT，用于以太网POE供电） |
六、选型关键步骤
确定保护电压：
VRWM ≥ 电路最大工作电压的1.1倍
VC ≤ 被保护元件的击穿电压（如5V逻辑芯片需VC<5.5V）
计算功率需求：
瞬态能量E=0.5×L×I²（L为负载电感，I为电流变化量）
选择PPP（峰值脉冲功率）≥E的TVS
匹配封装与热阻：
贴片封装需考虑PCB散热能力（θJA≤60℃/W为佳）
高温环境优先选DFN或MELF封装
验证寄生参数：
高速信号需测试TVS电容对信号的影响（如HDMI 2.1要求电容<0.3pF）
七、典型应用案例
汽车电子：
问题：车载摄像头在发动机启动时因电源波动损坏
方案：在12V电源输入端并联SMAJ15CA（双向），承受ISO 7637-2抛负载测试（87V/400ms），箝位电压<24V
工业机器人：
问题：伺服电机反电动势导致驱动器频繁故障
方案：在电机三相线与地间跨接SMCJ30CA（单向），箝位电压45V@100A冲击
5G基站：
问题：毫米波射频模块因ESD损坏
方案：在天线接口处集成ESD5Z5.0T1（DFN封装，电容0.2pF），通过IEC 61000-4-2 ±8kV测试
总结：TVS二极管的分类需综合封装、功率、极性、电压及特殊需求，其选型需严格匹配电路参数。通过明确应用场景的核心需求（如高频、高压、高精度），结合具体参数对比，可实现95%以上的瞬态过压防护成功率。
责任编辑：Pan
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