TVS管和ESD管的区别

jane@2013 · 发表于 2021-9-1 10:50

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TVS管和ESD管的区别是：工作原理是一样的，但功率和封装是不一样的；ESD主要是用来防静电，防静电就要求电容值低；TVS泄放功率大，具有很快的响应能力和强大的浪涌吸收能力，主要用在电源，TVS的电容值也比较高。

ESD简介
一说到静电，就谈到了ESD管、TVS管、二极管、压敏电阻、电容……很多可以用于防静电的。但是实际对于这些用途和区别，还是不容易区分。或许适当的场合选择对应的器件，才是王道。但是，实际的设计中，应该没有考虑这么全面的。
首先说下几个概念：ESD静电放电（Electro-Staticdischarge）和TVS瞬变电压抑制二极管（Transient Voltage Suppressors）。
实际根据行业记载ESD是指具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移。国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD（即TVS管也属于ESD）。但是现在很多有ESD管和TVS管的描述。那么ESD管和TVS管有什么区别呢？
实际ESD管和TVS管工作原理是一样的，但是二者在功率、应用场合、封装形式等复方面截然不同。
TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。当出现浪涌、ESD等电压从几伏到几十千伏甚至更高时，TVS管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低回阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受浪涌脉冲的损坏，起到了TVS瞬态电压抑制。

ESD管与TVS管
TVS管和ESD管的对比：
>>ESD二极管应用板级防静电，然而防静电要求电容值低，一般在1--3.5PF之间最好；
>>TVS管用于初/次级保护,TVS管的电容值却比较高。
>> ESD二极管看的是ESD二极管抗静电等级LEVEL，高速的USB和I/O非常重视ESD二极管的C（负载电容）；
>> TVS管看的是功率和封装形式；
>>TVS管是瞬态抑制二极管，具有很快的响应能力和强大的浪涌吸收能力，主要用在电源输入端用来吸收浪涌的；
>>ESD是静电放电管，主要用在关键引脚上起到静电保护作用。
>>TVS管有两个引脚，是两脚器件；TVS主要用在电源输入端起到防浪涌的作用，瞬间吸收浪涌电流对后级电路起到保护作用。
>>ESD有三个引脚，是三脚器件。ESD管两个三极管串起来后，引出三根引脚。ESD二极管的正负接在电源引脚，公共端接在被保护引脚上起到释放静电的作用。

TVS管与其它器件
优点：
>>TVS管具有反应迅速、截止电压比较低等特点。
>>TVS 与齐纳二极管相比，TVS具有更强的高压承受能力，同时也降低了电压截止率。
>>TVS 与陶瓷电容相比更可靠，陶瓷电容对高压的承受力却比较弱，ESD会造成陶瓷电容的失效风险。而TVS 可以承受15kV 电压，可靠性高。
>>TVS和压敏电阻相比，与陶瓷电容类似，压敏电阻采用物理吸收原理,每经过一次ESD事件,材料就会受到一定物理损伤,形成永久性的漏电通道,而TVS对器件本身并无影响.

TVS管参数
>>最小击穿电压VBR 和击穿电流IR。
>>最大反向漏电流ID 和额定反向关断电压VWM。
>>最大箝位电压VC 和最大峰值脉冲电流IPP。
>>Pppm 额定脉冲功率，这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。
>>电容量C。电容对于数据/信号频率越高的回路，二极管的电容对电路的干扰越大，形成噪声或衰减信号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。

ESD保护
ESD 保护应当针对不同的保护对象来选用器件，同时还要进行合理的PCB 布局。对暴露在外的端口都要求进行防静电保护。现在比较通用的ESD 标准是IEC61000-4-2。
应用人体静电模式，测试电压的范围为2kV～15kV(空气放电)，峰值电流最高为20A/ns，整个脉冲持续时间不超过60ns。在这样的脉冲下所产生的能量总共不超过几百个微焦尔，但却足以损坏敏感元器件。