TVS二極管（Transient Voltage Suppressor Diode，瞬態電壓抑制二極管）在電路中的應用主要是在于保護電路免受瞬態過電壓的沖擊。以下是對TVS二極管電路的詳細解釋：

一、TVS二極管的基本特性

1. 工作原理：

• TVS二極管采用半導體工藝制成，具有單個或多個PN結。當電路正常工作時，TVS二極管處于高阻態（截止狀態），不影響電路的正常工作。

• 當電路出現異常過電壓并達到TVS二極管的擊穿電壓時，TVS二極管會迅速由高阻態變為低阻態，泄放由異常過電壓導致的瞬時過電流到地，同時把異常過電壓鉗制在較低水平，以保護后級電路免遭異常過電壓的破壞。

• 當異常過電壓消失后，TVS二極管又恢復為高阻態。

2. 類型：

• TVS二極管分為單向和雙向兩種類型。單向TVS二極管主要用于直流供電電路，而雙向TVS二極管則主要應用于電壓交變的電路。

3. 關鍵參數：

• 反向關斷電壓（VRWM）：表示TVS二極管不導通的最高電壓。TVS的反向關斷電壓應大于或等于被保護電路的最高工作電壓，以保證TVS在電路正常工作下不會影響電路。

• 擊穿電壓（VBR）：在這個電壓之前，TVS二極管是不導通的。當瞬態電壓超過VBR值時，TVS二極管會產生崩潰，把瞬態電壓抑制在某個水平，并提供瞬態電流一個超低電阻通路。

• 最大箝位電壓（VC）：在脈沖峰值電流作用下，器件兩端的最大電壓值。TVS的鉗位電壓應小于后級被保護電路最大可承受的瞬態安全電壓。

• 脈沖峰值功率（PPP）：指脈沖峰值電流IPP與最大箝位電壓VC的乘積，是TVS二極管能承受的最大峰值功率。

• 結電容：TVS二極管中的寄生電容，在高速信號下需要特別關注，過大的結電容可能會影響信號的質量。

二、TVS二極管在電路中的應用

1. 保護敏感電路：

• TVS二極管的主要作用是保護敏感電路免受高電壓瞬變損壞。這些高電壓瞬變的主要來源包括靜電放電、電氣快速瞬變和浪涌事件等。

2. 并聯于電路中：

• 在應用中，TVS二極管通常并聯于需要保護的電路節點上。當電路正常工作時，TVS二極管處于截止狀態，不影響電路的正常工作。

• 當電路出現異常過電壓時，TVS二極管會迅速導通，將過電壓鉗制在較低水平，并泄放過電流到地，以保護后續電路。

3. 單向與雙向的應用：

• 單向TVS二極管主要用于直流供電電路，其負極接信號端，正極接地。

• 雙向TVS二極管則主要應用于電壓交變的電路，無需區分正負極。

4. PCB布局中的考慮：

• 在PCB布局中，TVS二極管應靠近需要保護的電路節點放置，以減少傳輸線路上的電感效應。

• TVS二極管的走線應盡量短，以最大限度地降低阻抗并確保消散浪涌中的過多能量。

• 最好將TVS二極管連接到與受保護組件不同的接地網，以提高保護效果。

三、TVS二極管的選擇與注意事項

1. 選擇合適的TVS二極管：

• 根據電路的最大工作電壓、可能出現的瞬態浪涌電壓和浪涌電流等參數，選擇合適的TVS二極管。

• 關注TVS二極管的擊穿電壓、鉗位電壓、最大反向脈沖峰值電流等關鍵參數。

2. 注意TVS二極管的極性：

• 單向TVS二極管具有極性，需要正確區分正負極并正確連接。

• 雙向TVS二極管則無需區分正負極。

3. 考慮TVS二極管的寄生電容：

• 在高速信號電路中，需要特別注意TVS二極管的寄生電容對信號質量的影響。選擇具有較低電容的TVS二極管以確保信號的正確傳輸。

綜上所述，TVS二極管在電路中的應用主要是在于保護敏感電路免受高電壓瞬變損壞。通過合理選擇和使用TVS二極管，可以有效提高電路的穩定性和可靠性。