Artikel teknis ini menganalisis secara mendalam mekanisme aplikasi dan logika pemilihan dioda TVS pada lingkungan sinyal kecepatan tinggi, antarmuka daya, dan lonjakan tegangan industri, mencakup kemasan tipikal dan tren pengembangan masa depan.
I. ESD dan Lonjakan Tegangan: Ancaman Tak Terlihat dalam Sistem Digital
Dalam elektronika digital kecepatan tinggi dan sistem manajemen daya, Descarce Elektrostatik (ESD) dan tegangan transien akibat petir, pengalihan induktif, atau gangguan pada jaringan listrik merupakan ancaman besar yang sering diabaikan. Terutama pada antarmuka seperti USB, HDMI, CAN, dan Ethernet, lonjakan tegangan dalam skala milidetik dapat merusak port I/O secara permanen, memicu crash pada kontroler utama, atau memaksa reset sistem yang tidak terduga.
Diod Supresi Tegangan Transien (TVS), yang dirancang khusus untuk mitigasi ESD dan lonjakan tegangan, memiliki waktu respons sub-nanodetik (<1 ns), tegangan clamping yang rendah, serta kemampuan penyerapan energi transien yang tinggi, menjadikannya komponen penting dalam mendesain antarmuka yang tangguh.
II. Prinsip Kerja dan Model Perilaku Dioda TVS
Dioda TVS bekerja berdasarkan prinsip breakdown dan clamping. Ketika tegangan input melebihi ambang batas breakdown (V BR ), dioda memasuki mode konduksi impedansi rendah, mengalihkan arus transien ke ground sambil menjepit tegangan pada tingkat yang aman (V Penjepit ).
Dioda TVS dapat dimodelkan sebagai kapasitor yang dipasang paralel dengan komponen mirip Zener, memberikan respons ultra cepat dan mampu menahan arus puncak pulsa tinggi (I PP dalam puluhan ampere).
III. Aplikasi Khas dan Pertimbangan Desain Rangkaian
Untuk jalur data kecepatan tinggi, dioda TVS harus memiliki kapasitas persimpangan (C J <1pF) yang sangat rendah agar tidak menyebabkan degradasi sinyal. Penting untuk memilih model TVS dengan kapasitas rendah dan menempatkannya dekat dengan konektor.
Pada tahap input DC—misalnya, dalam PLC industri, ECU otomotif, atau ESC drone—dioda TVS bertindak sebagai penyerap lonjakan yang dipasang paralel dengan rel input, mampu menjepit pulsa sesuai standar ISO 7637 atau IEC 61000.
Saat mematikan beban induktif seperti motor, relay, atau kumparan, dioda TVS menyerap tegangan balik tinggi yang dihasilkan, melindungi transistor pengalih (MOSFET/IGBT) dari breakdown avalanche.
IV. Parameter Pemilihan Utama dan Opsi Kemasan
| Parameter | Nilai/rentang yang direkomendasikan |
| V RWM (tegangan operasi maksimum) | Harus 10–20% lebih tinggi dari tegangan operasi normal |
| V BR (tegangan breakdown) | Harus lebih rendah dari tegangan tahan perangkat perlindungan target |
| V Penjepit (tegangan clamp) | Semakin rendah semakin baik untuk menghindari kejut tegangan lebih |
| Saya PP (arus pulsa maksimum) | Menurut standar uji (seperti 8/20μs) |
| C J (kapasitas persimpangan) | Rekomendasi sinyal kecepatan tinggi <1pF |
| Jenis paket |
SOD-323, SOT-23, SMA, SMB, dll. |
VI. Tren Masa Depan dan Peta Jalan Integrasi
Pengemasan array: Array TVS USB/HDMI multi-saluran untuk perlindungan kompak;
Perangkat dua arah: Cocok untuk sinyal AC atau port komunikasi dua arah;
Integrasi terbenam: Diterapkan di dalam pengemasan IC untuk menghemat ruang PCB;
Modul TVS daya tinggi: Modul kelas industri untuk perlindungan lonjakan pada kabinet daya atau sistem rel kereta api.
Dioda TVS | Perlindungan Lonjakan Elektrostatik | Perlindungan ESD Antarmuka Kecepatan Tinggi
EN
