TVS（Transient Voltage Suppression）瞬態(tài)電壓抑制二極管是一種用于保護電子電路免受瞬態(tài)電壓（如雷擊、靜電放電等）干擾的器件。它能夠在電壓瞬間超出正常工作范圍時，迅速將過高的電壓吸收并消耗掉，從而保護電路中的其他敏感元件不受損壞。
一、TVS二極管的工作原理
TVS二極管的基本原理是當電壓超過其特定的觸發(fā)電壓時，TVS二極管會迅速導通，短路瞬間產(chǎn)生的高電壓，使電壓在瞬間得到抑制，防止電路元件受到過高電壓的損害。當電壓恢復到安全范圍時，TVS二極管的導通狀態(tài)會迅速恢復到非導通狀態(tài)。
工作原理的關(guān)鍵點：
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正常工作狀態(tài)： 在電路中，TVS二極管兩端的電壓通常低于其擊穿電壓（俗稱“鉗位電壓”），此時TVS二極管不起作用。此時，TVS二極管相當于一個開路，不影響正常信號傳輸。
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瞬態(tài)電壓事件： 當電路出現(xiàn)瞬態(tài)過電壓（例如雷擊、靜電放電或開關(guān)噪聲等），電壓瞬間超過TVS二極管的擊穿電壓，TVS二極管迅速進入導通狀態(tài)，將過高的電壓通過自身的低電阻路徑導走，降低電路兩端的電壓至安全值。
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恢復到正常狀態(tài)： 瞬態(tài)電壓消失后，TVS二極管恢復到非導通狀態(tài)，不再影響電路。
二、TVS二極管的特性
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擊穿電壓（Clamping Voltage）： 擊穿電壓是指TVS二極管開始導電的電壓值，一般略高于其工作電壓。當瞬態(tài)電壓超過此電壓時，TVS二極管將導通，將過電壓抑制到可接受的水平。
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反向擊穿電壓（Breakdown Voltage）： 這是TVS二極管在沒有產(chǎn)生故障時，承受的電壓。通常在此電壓下，二極管不會導通，但電壓會稍微偏離其正常工作電壓。
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反向電流（Reverse Leakage Current）： 在工作電壓范圍內(nèi)，TVS二極管的反向電流應該非常小，通常是微安級別。這表示TVS二極管幾乎不消耗電流，不會對正常電路產(chǎn)生影響。
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響應時間： TVS二極管的響應時間非常短，通常是納秒級別，能夠迅速抑制瞬態(tài)過電壓，防止其對電路產(chǎn)生危害。
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鉗位電壓（Clamping Voltage）： 鉗位電壓是指TVS二極管在抑制瞬態(tài)電壓時，能夠保持的電壓。鉗位電壓決定了電路在受到過電壓時保護的效果。
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能量吸收能力（Energy Absorption Capability）： TVS二極管有一定的能量吸收能力，能夠在短時間內(nèi)吸收瞬態(tài)電壓所產(chǎn)生的能量。通常以焦耳（J）為單位來衡量，能量越大，TVS二極管的保護能力越強。
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瞬態(tài)電流能力： TVS二極管的瞬態(tài)電流能力表示其能夠承受的瞬時電流。一般情況下，瞬態(tài)電流能力需要高于瞬態(tài)電壓產(chǎn)生的電流。
三、TVS二極管的分類
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單向TVS二極管（Unidirectional TVS Diode）： 單向TVS二極管通常用于直流電路或具有單一電壓極性的交流電路中，保護電路不受負向電壓的影響。它只能有效抑制正向過電壓。
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雙向TVS二極管（Bidirectional TVS Diode）： 雙向TVS二極管適用于交流電路或雙極性電壓的直流電路中。它能夠同時抑制正向和負向的瞬態(tài)電壓，提供雙向的保護。
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表面貼裝TVS二極管（SMD TVS Diode）： 這種TVS二極管適用于表面貼裝（SMT）技術(shù)的電路。它在空間受限的應用中非常有用。
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傳統(tǒng)引腳型TVS二極管（Through-Hole TVS Diode）： 適用于通孔（THT）安裝技術(shù)的電路，一般用于對電流和能量有較高需求的場合。
四、TVS二極管的應用
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通信設備保護： 通信設備通常會受到雷擊、靜電放電、開關(guān)噪聲等瞬態(tài)電壓的影響。TVS二極管可以用于保護通信端口、調(diào)制解調(diào)器、路由器等設備，防止這些設備受損。
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汽車電子： 在汽車電子系統(tǒng)中，TVS二極管可用于保護傳感器、ECU（電子控制單元）等部件免受高電壓的損壞。汽車的電路系統(tǒng)經(jīng)常面臨電氣噪聲、雷擊等瞬態(tài)電壓的挑戰(zhàn)。
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消費電子設備： 電視、音響、計算機等消費電子設備中的數(shù)據(jù)接口（如USB、HDMI）常常面臨靜電放電（ESD）的威脅，TVS二極管可以有效防護。
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電力系統(tǒng)與工業(yè)控制： 電力系統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)中的瞬態(tài)電壓可能會引起設備損壞或數(shù)據(jù)丟失。TVS二極管可以應用于變電站、自動化設備等高電壓環(huán)境下，確保設備的長期可靠性。
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LED照明與電源設備： 在LED照明或電源管理系統(tǒng)中，TVS二極管可以保護電源電路免受過電壓和瞬態(tài)電流的影響，延長電路壽命。
五、TVS二極管的選擇和注意事項
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選擇合適的擊穿電壓： 選擇TVS二極管時，需要根據(jù)電路的工作電壓來確定其擊穿電壓。擊穿電壓應稍高于電路的工作電壓，但不能過高，否則無法有效保護電路。
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考慮瞬態(tài)電壓的幅度與能量： 根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的瞬態(tài)電壓幅度和持續(xù)時間來選擇具有足夠能量吸收能力和瞬態(tài)電流能力的TVS二極管。
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匹配電流和電壓特性： 在選擇TVS二極管時，要確保其電流承載能力和電壓特性能夠匹配電路中的工作條件。
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