为什么要用单向的TVS?
TVS通常有单向和双向之分。
有的工程师不管在什么情况下都会选择双向的TVS。他们给出的理由是:1)单向的TVS只能保护来自于正向或负向的过压能量,不能对正负能量同时起作用;2)双向TVS是双向对称的结构,兼容单向的TVS,没必要选择单向的TVS;3)双向的TVS不用辨别方向,使用起来简单,不容易焊反。
这些说法真的都对吗?那我们该怎么去使用单向的TVS呢?今天我们就来探讨一下。
首先,我们来看看什么是单向TVS和双向TVS。
从TVS的直流IV曲线上,我们可以发现:
双向TVS为对称结构,正负方向有着相同的Vbr,而单向TVS为非对称结构,正向导通电压为Vf,反向击穿电压为Vbr。
因此,我们在针对不同的应用选型TVS时,单向TVS就会有一些限制,它只能用在直流或者说信号幅值永远在参考电位(通常为GND)之上或之下的电路中,而双向TVS不会有这个问题。
另外,我们再来看看单双向TVS在应对过压能量时的表现。
从TVS的钳位曲线上,我们可以发现:
不管是单向还是双向的TVS,它们对来自于正向或负向的过压能量都能起到钳位抑制作用。
由于双向TVS有着相同Vbr的对称结构,所以对于同等的正向或负向能量,它的钳位电压是一样的。而由于单向TVS有着非对称的开启电压Vbr和Vf,所以它对负向能量的钳位效果更佳。
回到接口芯片的结构,大部分芯片片内的保护电路采用的都是单向的结构。这样就会引发一个问题:如果片外采用的是双向TVS,那么对于负向能量,在钳位未到达片外TVS的开启电压之前,所有的能量都只能通过片内的保护电路去泄放,这样的话,就会极大提升芯片损坏的概率。
这也就是为什么我们建议客户,如果非必要,请尽量选择单向的TVS。
通过前面的分析,相信大家都能找到开头三个问题的答案了吧。不管是单向还是双向的TVS,对正负过压能量都能起到抑制的作用,且单向TVS对负向过压能量的保护效果更佳。因此,我们建议客户在条件允许的情况下,可以优先选用单向的TVS。