元器件分析：TVS二極管效能最佳化

暫態電壓抑制（TVS）二極管是保護敏感電路元件不受ESD與EMI突波影響一個相當有效且低成本的選擇，本文將提供能夠把TVS二極管所提供突波保護效能最佳化的印刷電路板布線指南，此外，也將透過范例來描述采用TVS二極管時各種不同電路組態的優缺點與取捨考量。印刷電路板佈線指南

■位置

TVS元件應該要加到印刷電路板上輸出入連接器的資料與電源連線上，盡可能將TVS元件安排在接近噪音源可以確保突波電壓在脈沖耦合到相鄰電路板走線前會先經過箝位處理，此外，電路板的TVS走線也應該要短，原因是較短的走線長度也就相當于較低的阻抗，可以確保突波能量會由TVS元件消耗而不是晶片內部的ESD保護電路。將較敏感的走線安排在印刷電路板的中央而非邊緣是處理時保護免受ESD干擾的一個簡單方法，（圖一）提供了印刷電路板布線安排的范例。

（圖一）　TVS二極管的箝位效能可以透過將元件安排在接近輸出入連接點，并將連接TVS的走線長度縮短而提高。

■接地選擇

如果可能，保護線路應該將突波電壓并聯到參考點或者是機殼的接地上，如（圖二）所示。將突波電壓直接并聯到晶片的信號接地點會造成接地彈跳現象，在單一接地的印刷電路板上，TVS二極管的箝位效能可以透過利用相對較短且幅度較寬的接地走線將阻抗降到最低來加以改善。

（圖二）　將TVS元件連接到機箱或電源接地點有助于避免噪音信號耦合到受保護晶片的信號接地。

■寄生電感

印刷電路板布局與晶片包裝的寄生電感可能會造成TVS嵌位電壓大幅過載，其中印刷電路板的電感可以透過使用較短的走線長度或具備獨立接地與電源接面的多層板來加以降低，而包裝所造成的電感則可以藉由選用小型化表面粘著式包裝來加以解決。

■迴路區

幅射噪音與受射頻信號影響的問題可以透過盡可能縮減由高速資料與接地線所形成的迴路區大小來降低，一個解決迴路區最小化問題的有效方法是在印刷電路板設計上加入接地面，特別是在走線長度相對較長時，雖然將TVS元件與晶片間的距離盡量加大可以提供隔離，但卻可能增加回路區的面積大小，請參考（圖三）。

（圖三）　資料與接地走線可能會形成意外的天線功能，提高受射頻信號影響與印刷電路板輻射噪音的可能。