Artikel teknikal ini menganalisis secara mendalam mekanisme aplikasi dan logik pemilihan diod TVS dalam persekitaran isyarat kelajuan tinggi, antara muka kuasa, dan lajak industri, merangkumi pakej-pakej tipikal dan trend pembangunan pada masa hadapan.
I. ESD dan Gegaran: Ancaman Tidak Kelihatan dalam Sistem Digital
Dalam elektronik digital kelajuan tinggi dan sistem pengurusan kuasa, Pembuangan Elektrostatik (ESD) dan voltan gegaran transien—yang disebabkan oleh kilat, pensuisan induktif, atau keanehan pada talian kuasa—merupakan ancaman besar yang sering diabaikan. Terutamanya pada antara muka seperti USB, HDMI, CAN, dan Ethernet, lonjakan voltan pada skala milisaat boleh memusnahkan port I/O secara tidak berpatah balik, mematikan pengawal utama, atau memaksa penstrartan semula sistem secara tidak dijangka.
Diod Pensupresan Voltan Transien (TVS), direka khas untuk mengurangkan ESD dan gegaran, menawarkan masa tindak balas yang kurang daripada nanosaat (<1ns), voltan klamp rendah, dan penyerapan tenaga transien tinggi, menjadikannya komponen penting dalam mereka bentuk antara muka yang mantap.
II. Prinsip Operasi dan Model Kelakuan Diod TVS
Diod TVS beroperasi berdasarkan prinsip kegagalan dan pemegangan. Apabila voltan input melebihi ambang kegagalan (V BR ), diod memasuki mod konduksi rintangan rendah, mengalihkan arus transien ke bumi sambil memegang voltan pada tahap yang selamat (V Clamp ).
Diod TVS boleh dimodelkan sebagai kapasitor yang selari dengan komponen jenis Zener, memberikan tindak balas yang sangat pantas dan boleh menahan arus puncak berkemampatan tinggi (I PP dalam puluhan ampere).
III. Aplikasi Biasa dan Pertimbangan Reka Bentuk Litar
Untuk talian data kelajuan tinggi, diod TVS mesti mempunyai kapasitan simpang yang sangat rendah (C J <1pF) untuk mengelakkan keburukan isyarat. Adalah penting memilih model TVS berkapasiti rendah dan meletakkannya berhampiran dengan penyambung.
Pada peringkat input DC—contohnya, dalam PLC industri, unit kawalan elektronik kenderaan (ECU), atau sistem kawalan kelajuan elektronik (ESC) drone—diod TVS bertindak sebagai penyerap voltan tinggi yang disambung selari dengan rel input, mampu memegang denyutan yang mematuhi piawaian ISO 7637 atau IEC 61000.
Apabila mematikan beban induktif seperti motor, geganti, atau gegelung, diod TVS menyerap voltan songsang tinggi yang dijanakan, melindungi transistor pensuisan (MOSFET/IGBT) daripada kegagalan avalans.
IV. Parameter Pemilihan Utama dan Pilihan Pembungkusan
| Parameter | Julat/nilai yang disyorkan |
| V RWM (voltan operasi maksimum) | Harus 10–20% lebih tinggi daripada voltan operasi normal |
| V BR (voltan pecah) | Harus lebih rendah daripada voltan tahanan peranti perlindungan sasaran |
| V Clamp (voltan klam) | Semakin rendah semakin baik untuk mengelakkan kejutan voltan berlebihan |
| Saya PP (arus denyut maksimum) | Mengikut ujian piawai (seperti 8/20μs) |
| C J (kapasitan simpang) | Cadangan isyarat kelajuan tinggi <1pF |
| Jenis pakej |
SOD-323, SOT-23, SMA, SMB, dll. |
V. Trend Masa Depan dan Peta Jalan Integrasi
Pembungkusan tatasusunan: Tatasusunan USB/HDMI TVS berbilang saluran untuk perlindungan padat;
Peranti dwi-arah: Sesuai untuk isyarat AU atau port komunikasi dwi-arah;
Integrasi terbenam: Dikombinasikan di dalam pembungkusan IC untuk menjimatkan ruang PCB;
Modul TVS berkuasa tinggi: Modul gred industri untuk perlindungan kilat dalam peti kuasa atau sistem rel kereta api.
Diod TVS | Perlindungan Kilat Elektrostatik | Perlindungan ESD Antara Muka Kelajuan Tinggi
EN
