目录：
一、瞬态抑制二极管
1、事情事理
2、如何区分TVS管单向和双向
1）看型号 2）看规格书 3）用万用表测 4）通过自身标记
3、单/双向利用上的不同点
4、选用TVS的步骤
5、TVS管的运用
1）TVS管与ESD保护管 2）静电放电防护
二、肖特基二极管
1、概述
2、肖特基二极管的紧张优缺陷
1）反向规复韶光短 2）正向稳态导通压降落 3）缺陷 4）总结
3、利用把稳事变
4、肖特基管的运用
1）在开关电源中运用
2）反向电压保护
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系统的电子元件知识移步:CSDN的“爱上电路设计”。
一、瞬态抑制二极管
1、事情事理
TVS二极管与常见的稳压二极管的事情事理相似，如果高于标志上的击穿电压，TVS二极管就会导通。与稳压二极管比较，TVS二极管有更高的电流导通能力。TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，以10^(-12)S量级速率，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，同时接管高达数千瓦的浪涌功率。使两极间的电压箝位于一个安全值，有效地保护电子线路中的精密元器件免受浪涌脉冲的毁坏。
用于接管ESD能量、保护系统免受ESD/Surge危害的固态元件。一样平常用于被保护系统的前级，保护电压略高于被保护系统的额定电压。
2、如何区分TVS管单向和双向
1）看型号
单从型号表面我们就可以判断，虽然不同品牌命名办法不同，但都有规律：
品牌
单向
双向
东沃电子(DOWO)
电压值后不带“C”
带“C”
安森美(ON)
封装除B以外的字母都表示单向
B表示双向
恩智浦(NXP)
倒数第二个字母U表示单向
B表示双向
韦尔(WILL)
B表示双向
其他字母表示单向
芯导(Prisemi)
末端字母U表示单向
B表示双向
Risym双向TVS瞬态电压抑制二极管P6KE15CA/DO-15，功率600W；P4KE15CA/DO-15，功率400W。
SMAJ后面的参数表示抑制电压，比如SMAJ5.0A便是5V单向瞬态电压抑制二极管，如果是SMAJ5.0CA便是5V双向瞬态电压抑制二极管。
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2）看规格书
一样平常在第一页就有。
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3）用万用表测
丈量二极管的档位，单向1边通，双向2边都有电压；测直流，双向对称，单向只有反向是雪崩击穿特性，一样平常1mA电流下丈量。
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4）通过自身标记
所有TVS管放大后会有根阴极线，它是用来区分二极管正负极，与单双向无关。
3、单/双向利用上的不同点
1）单向用在直流，双向用在互换；
2）TVS管有单向与双向之分，单向TVS管的特性与稳压二极管相似，双向TVS管的特性相称于两个稳压二极管反向串联；
3）极间电容Cj，单向的比双向的大。以LRC的为例，单向的电容C有65pF，双向的只有15pF；
4）USB数据线上全部采取双向；
5）电流曲线不同。单向TVS管的电路符号与普通的稳压管相同，其电压-电流特性曲线如下图所示，其正向特性与普通二极管相同，反向特性为范例的PN结雪崩器件。双向二极管正反向都是范例的PN结雪崩器件。详细的选型还是须要专业工程师辅导，经由参数领域剖析后针对性选型比较安全。
4、选用TVS的步骤
1）确定待保护电路的直流电压或持续事情电压。如果是互换电，应打算出最大值，即有效值的1.414倍。
2）TVS的反向变位电压即事情电压（VRWM）----选择TVS的VRWM即是或大于上述步骤1所规定的操作电压。这就担保了在正常事情条件下TVS接管的电流可忽略不计,如果步骤1所规定的电压高于TVS的VRWM ,TVS将接管大量的泄电流而处于雪崩击穿状态，从而影响电路的事情。
3）最大峰值脉冲功率：确定电路的滋扰脉冲情形,根据滋扰脉冲的波形、脉冲持续韶光,确定能够有效抑制该滋扰的TVS峰值脉冲功率。
4）所选TVS的最大箝位电压（VC）应低于被保护电路所许可的最大承受电压，建议Vbr≥1.2事情电压。
5）单极性还是双极性----双向TVS用于互换电或来自正负双向脉冲的场合。TVS有时也用于减少电容。如果电路只有正向电平旗子暗记，那么单向TVS就足够了。TVS操作办法如下：正向浪涌时,TVS处于反向雪崩击穿状态；反向浪涌时，TVS类似正向偏置二极管一样导通并接管浪涌能量。在低电容电路里情形就不是这样了。应选用双向TVS以保护电路中的低电容器件免受反向浪涌的危害。
6）如果知道比较准确的浪涌电流IPP，那么可以利用VC来确定其功率。如果无法确定功率的概范围，一样平常来说，选择功率大一些比较好。
5、TVS管的运用
1）TVS管与ESD保护管
TVS瞬态电压抑制，电子器件遭受直接或者是间接的雷击，静电放电等成分导致的浪涌，电压从几伏到几千伏不等。ESD静电放电保护便是对器件静电的防护。
TVS二极管和ESD二极管比较较，两者的事理一样，但是根据功率和封装来分就不一样。ESD紧张是用来防静电，防静电哀求电容值低，一样平常是在1pF～3.5pF之间最好，但是TVS就做不到这点，由于TVS的电容值比较高。
它们的运用处所也不同，TVS一样平常用于低级和次级的保护，而ESD紧张用于板级的保护，选择TVS时一样平常看器件的封装还有功率。ESD器件一样平常看中ESD防护等级和ICE6100-4-2的水平。
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2）静电放电防护
防止过压破坏的最佳保护方法是用非线性电路进行限压或钳位，最常用的是专门的二极管(比如TVS管)，当它们在前向偏置或处于齐纳击穿区时具有很低的阻抗。引入限压器可以快速引起某些别的事宜，由于通过电容放电会有大的浪涌电流经由限压器。
虽然肃清了高瞬态电压，但代之以几个安培的浪涌电流可能会导致系统中涌现其它问题。详细取决于随后路径的总阻抗，浪涌电流可以达到几个安培。在为芯片设计I/O单元时，常常看到4A～16A的浪涌电流进入器件。处理如此巨大的瞬态浪涌电流已经成为ESD设计中的大问题。限定电压还算比较随意马虎，但形成的电流可能使系统中其它地方的电路和地发生逆转。
被限压器逼迫导入地的电流将在系统的那个节点中产生感应性振铃征象。电源常日沿着地线传播，并且是电源去耦电容的函数，因此系统核心仍能正常事情。不过连到电路板上的掌握线可能涌现混乱，由于它们是相对板外的地而建立的。结果可能在某个位置发生ESD事宜，并致使电路板上的某个输入端看起来涌现故障。
如上图，通过限压器将大的浪涌电流注入到地引起PCB地的反弹，表现为连接电感的一个函数。
在许多情形下，在TVS器件之前增加一些串联电阻有助于限定电流浪涌，并减少地线反弹。
二、肖特基二极管
1、概述
当普通二极管施加反向电压时，它有很大的反向电流。下面以1N4004来说，其反向规复韶光为2uS，在这2uS韶光内就产生了反向规复电流。
如果给1N4004正向外加50HZ脉冲，如下图。
当给1N4004正向施加25MHZ的脉冲时，其负向电流已经不能忽略，如下图。
这时二极管正反方向都有电流产生，已经不能表示其单引导电性，以是在高频场合普通二极管将无法胜任。为了使二极监工作在高频场合，肖特基博士发明了肖特基(Schottky)二极管。
肖特基二极管也有反向规复韶光，可以缩短到10nS以内，如下图所示。
肖特基二极管又称肖特基势垒二极管(简称SBD)，它属一种低功耗、超高速半导体器件，多用作高频、低压的整流二极管(如图2.4.2)、续流二极管(如图2.4.1)、保护二极管等。但是在利用过程中会创造，其极易破坏。如何避免破坏，也是产品设计过程中必须考虑的问题。
巧记BAT54C、BAT54S、BAT54A：
2、肖特基二极管的紧张优缺陷
1）反向规复韶光短
反向规复韶光是指二极管由流过正向电流的导通状态切换到不导通状态须要的韶光。由于肖特基半导体导通时只有多数载流子，没有少数载流子，以是理论上并没有反向规复韶光，使肖特基二极管成为二极管中速率最快的一类。
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2）正向稳态导通压降落
肖特基二极管正向压降非常小，一样平常为0.2~0.45V，比快规复二极管正向压降落很多，以是自身功耗较小。
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3）缺陷
最紧张缺陷是反向泄电流大，其依赖于反向电压和结点温度，泄电流随温度和反向电压的增加而增加。反向泄电流随温度指数增加，最大泄电流与生产工艺有关。反向泄电流低的BAT54HT1：
图2.1.2 BAT54HT1电气参数
反向泄电流与温度密切干系：
图2.1.3 BAT54HT1温度特性
反向泄电流极低的PMEG4002EB：
图2.1.4 PMEG4002EB电气参数
图2.1.5 PMEG4002EB温度特性
图2.1.6 PMEG4002EB温度扫描剖析
温度对肖特基影响举例解释：
一个双控电源的项目，用到双肖特基BAT54C，在PWR_EN2为低的情形下，系统运行一段韶光后，溘然掉电。查了半天创造A点电压只有0.5V不到，无法让Q43导通。
剖析后创造BAT54C反引导通把A点电位拉低了，查看规格书泄电IR很低(2uA)，末了改换为1N4148办理。
事实上，反向泄电流跟温度关系密切，BAT54C在温度四五十度的时候，泄电流就很可不雅观了，在于事情电流相差不大的情形下，导致“反引导通”的假象。
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4）总结
SIC二极管的开关速率险些为零，即是是没有反向规复韶光，开关辐射最小，并且损耗也最小，缺陷便是价格昂贵。
3、利用把稳事变
1）肖特基的实际事情电流要小于肖特基的正向额定电流，且不能超过额定电流的60%；
2）肖特基的最高事情电压要小于肖特基的最高反击穿电压，且不能超过额定电压的70%；但肖特基的耐压也不能选择太高，由于VF值会随耐压增加而增加，从而功耗和本钱都会相应增加；
3）肖特基的实际事情温升值，要小于肖特基的最高结温，并留有余量，担保其事情的稳定性；
4）不同型号的肖特基，正向压降所规定的IF(AV)也不一样，须要把稳，IF(AV)测试温度各厂家有不同的测试标准。
5）肖特基不建议并联利用
由半导体物理理论可以导出，在静态条件下，二极管的电流与电压的非线性关系为：
式中I为二极管电流，IS为二极管反向饱和电流，IS一样平常取8~10uA，IS随温度升高而增大，V是浸染于二极管两端的电压，VT为PN结的温度电压当量，在室温条件下VT=26mV。
假设一样平常肖特基二极管导通压降为0.4V，并联二极管由于制造工艺和其他成分，造成正引导通压降存在0.1%的偏差，则两只肖特基二极管正引导通压降分别为0.4V和0.401V，此时假设IS仅为2uA，则由(1)式得出：
由打算结果可知，肖特基二极管并联无法实现均流，考虑到肖特基二极管最紧张缺陷是反向泄电流，泄电流随温度和反向电压的增加而增加，IS会指数级增大。同时由于肖特基二极管的负温度系数会导致正反馈，终极会使一个肖特基重载，一个肖特基轻载。若设计不合理，会导致重载的肖特基温度过高，从而随意马虎引发系统失落效。
备注：所谓的不建议肖特基并联利用是指在单个肖特基不能知足系统须要的情形下，不能利用两个同种规格的肖特基并联，若系统在仅仅利用一个肖特基时就已经知足须要，此时再并联一个同样规格的肖特基效果自然更好。
比如，输入12V/输出5V/2.4A时，利用一个SMA封装的SS54不能知足哀求(封装太小、温度太高、永劫光事情随意马虎失落效，规格书)；利用两个SMA封装的SS54并联，就可能会涌现上述不良情形。这种情形下，利用一个SMC封装的SS54的可以知足哀求。而对付利用一个SMC的SS54已经能够知足哀求的条件下，若再并联一个SMC封装的SS54，效果肯定优于一个SMC封装的SS54。
4、肖特基管的运用
1）在开关电源中运用
①导通压降落。电源电流一样平常比较大，导通压降落意味着丢失的功耗低。
②相应韶光短。开关电源通过开关管切换，速率多在40～100KHz，故肖特基二极管相应韶光应越快越好。
详述移步：电源模块汇总(充电器))
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2）反向电压保护
由于流过R2的电流极低，若采取自身泄电流较大的肖特基二极管(比如1N5820)，如图2.4.3，加载20V电压时PR1点将险些无电压，电流直接从D1流过。
此时必须采取反向泄电流极低的肖特基二极管(比如上述的BAT54HT1、PMEG4002EB)，如图2.4.4，20V/(6.8KΩ+6.8MΩ) = 2.94uA，故流过D1的电流险些为零。
加载反向电压：
其余也可以采取电压跟随器做反向电压保护。单电源供电时，Vi端加负电压，Vo端输出险些为0V。仿真原文件移步：MCP601构成的负向电压保护。
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