基于TVS 器件特性參數及應用的探究

4.3 TVS在直流電源系統的應用

圖5 為一臺普通PC 電腦的供電電源電路，市電AC 220 V經過變壓器降壓至AC 20 V,再經調制整流電路，輸出DC 10 V 直流電源，接入負載。通過在變壓器輸出端安裝雙向瞬態電壓抑制器TVS1,吸收L 及N 線的瞬時沖擊脈沖電流，將電路電壓箝制在安全電壓水平，TVS1可以保護變壓器后端整流器及其他電路元器件。在整流器后的直流電源輸出端安裝單向瞬態電壓抑制器TVS2,用于保護直流負載免受過電壓電電流沖擊。

4.4 TVS在晶體管電路的應用

晶體三極管作為電流控制型器件，是電子集成電路中的重要組成部分，可分為NPN 管和PNP 管[5]兩類，應用于開關電路、放大電路和穩壓電路。為了使晶體管電路免受ESD/EFT(靜電放電/電快速瞬變脈沖群)等浪涌電壓的干擾，在電路的輸入端和輸出端分別加入TVS1、TVS2進行保護，其保護電路如圖6所示。

4.5 采用TVS保護TTL邏輯電路

TTL 電路是晶體管?晶體管邏輯電路的簡稱，是目前使用最廣泛的一種門電路，通過輸入高低電平[5],實現邏輯功能。它由三部分組成，即輸入級(發射極晶體管V1 和基極電阻R1)、倒相級(V2 管和電阻R2,R3)、輸出級(V3,V4,V5和電阻R4,R5)。對于TTL邏輯電路的浪涌防護，主要通過在輸入級A,B 端分別加入TVS1 和TVS2 進行保護，在電路的輸出端“L”加入TVS4 進行保護，在直流電源UCC端加入TVS3進行保護，可以有效抑制各種瞬變過電壓對晶體管的EB 結或CE 結擊穿而損壞。圖7為TTL“與非”門的典型保護電路。

4.6 采用TVS保護MOS集成電路

MOS 集成電路的基本原件是MOS 晶體管，MOS 管有源極S、漏極D、柵極G三個電極，是電壓控制元件，用變化的柵漏電壓來控制漏源電流，MOS管分為P型MOS管和N型MOS管兩種。由NMOS管和PMOS管組成的互補型MOS電路稱為CMOS電路，它能對輸出端的電容提供一個快速充放電回路，功耗小，工作速度較高，具有較強的負載能力及抗干擾能力，在數安集成電路中得到越來越廣泛的應用。圖8為COMS反相器保護電路圖，在電路的輸入端Ui、輸出端Uo及電源電壓UDD分別加入TVS3,TVS2,TVS1,從而保護晶體管電路及后面的負載元件。

5 結語

(1)TVS具有響應快、功率大、極間電容和體積小、無漏流、應用領域廣等優點，可有效地保護TN 電源系統、直流電源、信號線路及晶體管集成電路等，可抑制共模/差模浪涌沖擊和ESD/EFT等瞬態浪涌電壓的干擾。

(2)電路設計應考慮被保護電路的特性、工作環境及TVS的VC,IPP,VWM,VBR,Ppp等相關參數選擇適配的TVS保護器件，TVS接入電路應不影響電路的正常運行，能安全泄放預期瞬態浪涌電流，將危險電壓鉗位于電路安全耐壓值以內。