元器件分析：TVS二極管效能最佳化

元件選擇指南

■突崩式TVS與二極管陣列比較

突崩式TVS二極管雖然擁有高突波規(guī)格，但相對(duì)較大的電容值使得這類元件成為負(fù)載切換開關(guān)與直流電源匯流排保護(hù)應(yīng)用的較佳選擇，相反地，二極管陣列適當(dāng)?shù)耐徊ㄒ?guī)格與較小的電容值則較適用于高速資料連接線的保護(hù)，突崩式TVS與二極管陣列通常可以交互使用，但部份電路在選擇適合採(cǎi)用的元件時(shí)則需要經(jīng)過仔細(xì)的分析。（圖四）描述了當(dāng)存在一個(gè)電流可以透過資料線流經(jīng)二極管陣列路徑時(shí)所發(fā)生的向后驅(qū)動(dòng)問題，如果VDD2大于VDD1，那么資料連接線有可能意外地提供電源給模組1，這個(gè)情況可能會(huì)造成邏輯晶片的電源啟動(dòng)問題，或是在斷電后模組1上指示燈被點(diǎn)亮的異常狀況。

（圖四）　突崩式TVS以及遮蔽二極管是消除可能存在于二極管陣列中向后驅(qū)動(dòng)電流路徑的兩種選擇。

■單向與雙向突崩式TVS二極管

單向與雙向突崩式TVS二極管不同的崩潰電壓（breakdown voltage；VBR）可以為特定應(yīng)用帶來不同的優(yōu)勢(shì)，單向式元件擁有反向偏壓崩潰電壓VBR以及相等于二極管前向電壓（VF）的前向偏壓崩潰電壓，另一方面，雙向式元件的崩潰電壓則等于±VBR，單向式二極管的低崩潰電壓對(duì)負(fù)向突波電壓來說，通常是直流電源線與單電源供電晶片的ㄧ個(gè)優(yōu)勢(shì)，相反地，雙向元件的對(duì)稱式崩潰電壓則通常能夠提供給差動(dòng)式輸入或輸出放大器更好的雜訊處理效能，請(qǐng)參考（圖五）。

（圖五）　雙向式元件可以將噪音信號(hào)嵌位到0V的平均電壓，降低音頻放大器中的交流哼聲與直流雜音。

■外部與內(nèi)部晶片保護(hù)電路的比較

理想的外加TVS元件應(yīng)該能夠吸收所有突波脈沖的能量，但是在實(shí)際上則不然，部分的突波電流能量可能會(huì)通過晶片內(nèi)部的保護(hù)電路，一個(gè)限制電流流入內(nèi)部保護(hù)電路的方法是使用一顆串接電阻，如（圖六）。雖然內(nèi)部保護(hù)電路在避免組裝時(shí)發(fā)生ESD失效的表現(xiàn)上相當(dāng)良好，但保護(hù)元件相對(duì)較小的尺寸則限制了它們承受正常產(chǎn)品使用情狀下所發(fā)生突波信號(hào)的能力，另一方面，雖然二極管的突波處理能力與體積成正比，但通常在晶片中整合較大型的保護(hù)元件并不實(shí)際。

（圖六）　電阻R會(huì)促使I1>>I2，確保大部分的突波能量會(huì)由外部二極管所吸收。