之前在討論ESD的文章中，經常提到ESD抑制器和TVS二極管，二者是進行ESD防護和浪涌保護時非常常用的器件。TVS，也就是瞬態二極管，作為一種高效能保護元器件，兩極若受到反向瞬態高能量時候能夠吸收浪涌，對后級電路形成有效的保護。由于TVS起保護作用時動作極為迅速，加之使用方便，因此在瞬變電壓防護領域有著非常廣泛的應用。

TVS的單極性雙極性之分

TVS在穩壓二極管的基礎上發展起來，根據極性可分為單向TVS和雙向TVS，單極性TVS二極管一般適用于直流電路，單極性意味著他只對一個方向的浪涌電壓沖擊起保護作用，相當于一個穩壓二極管的作用。其正向特性與普通穩壓二極管相同，反向擊穿拐點處為典型的PN結雪崩。當有瞬時過壓脈沖時，器件的電流急驟增加而反向電壓則上升到鉗位電壓值，并保持在這一水平上。

雙極性TVS對相反的極性浪涌電壓沖擊都起保護作用，相當于兩只穩壓管反向串聯，雙極性TVS管保護器件一端接要保護的線路，一端接地，無論來自反向還是來自正向的ESD脈沖都能即時響應，更有效地保護了IC，一般適用于交流電路中。雙極性TVS正反兩個方向都具有相同的雪崩擊穿特性和鉗位特性，一旦加在它兩端的干擾電壓超過鉗位電壓就會立刻被抑制掉。

適合移動應用的TVS

在5G基礎設施、5G手機、電動汽車充電樁、個人電腦、工業電子等市場的推動下，TVS二極管市場有大幅度的增長。但由于供應商原材料價格不斷上漲，半導體制造產能仍舊短缺并且成本還在增加。今年上半年，知名的TVS半導體廠商Semtech就發布漲價函，對所有TVS瞬態電壓抑制二極管新訂單進行漲價。

火熱的手機、個人電腦等消費類場景快速的發展，對TVS的抗浪涌提出了更高的要求。移動設備不斷朝著尺寸小型化、功能多樣化和高度集成化方向發展，智能化、集成度越來越高，愈發容易受到ESD/EFT和共模/差模浪涌沖擊等浪涌電壓的干擾。

適合移動應用的TVS需要根據電路預期浪涌電流及可能出現的峰值脈沖功率來確定峰值脈沖電流和額定脈沖功率，對手機設備的電路而言，500W的功率一般都能滿足其要求，對功率密度要求不高。另外，手機入網浪涌測試會要求±8kV靜電正常，空氣放電±15kV靜電正常。Nexperia的移動應用TVS則做到了單線接口±30kV的靜電放電正常。
不同于在工業以及汽車應用中TVS考慮到功率密度封裝不可避免地會偏大，移動設備這些非常有限的應用里TVS會極其注重器件封裝大小。適用于移動應用的TVS二極管會通過調整和優化有源區面積，盡可能減少所需PCB占用面積。

功率密度始終是工業級和汽車級TVS的最大考量

雖說較大的封裝一直是TVS被人所詬病的地方，在工業級和汽車級應用上的TVS也在盡可能將封裝做得更小，但功率密度始終是這類TVS應用上最大的考量。

在不糾結封裝大小的設計下，ST的主流車規級TVS LDP01系列在175℃的寬溫度范圍滿足AEC-Q101標準、ISO 7637-2 Pulses 1、2a、3a、3b標準以及IEC 61000-4-2、IEC 61000-4-4和ISO 10605關于靜電放電的要求，峰值脈沖功率5000W。

SM30TY Transil系列在保證足夠的功率密度（3000W）的同時給出了尺寸更小、成本更低廉且電涌保護功能符合要求的選擇。而采用SMB Flat封裝時的TVS功率密度為1500 W，高度僅有1.0 mm。工業級和汽車級TVS在封裝上的革新都建立在功率密度足夠的前提下。

小結

在器件端口和接口進行防護，使其免受各種瞬態過壓事件的影響是提升電子器件可靠性重要的一環。目前在各個應用領域內，TVS的應用圍繞著足夠的功率密度和更小的封裝做取舍，縮小封裝有源區面積減小后是否會存在ESD防護能力弱以及整個系統魯棒性降低的問題則要看各廠商在TVS設計上的功力了。