元器件分析：TVS二極管效能最佳化

元件選擇指南

■突崩式TVS與二極管陣列比較

突崩式TVS二極管雖然擁有高突波規(guī)格，但相對較大的電容值使得這類元件成為負載切換開關與直流電源匯流排保護應用的較佳選擇，相反地，二極管陣列適當的突波規(guī)格與較小的電容值則較適用于高速資料連接線的保護，突崩式TVS與二極管陣列通常可以交互使用，但部份電路在選擇適合採用的元件時則需要經過仔細的分析。（圖四）描述了當存在一個電流可以透過資料線流經二極管陣列路徑時所發(fā)生的向后驅動問題，如果VDD2大于VDD1，那么資料連接線有可能意外地提供電源給模組1，這個情況可能會造成邏輯晶片的電源啟動問題，或是在斷電后模組1上指示燈被點亮的異常狀況。

（圖四）　突崩式TVS以及遮蔽二極管是消除可能存在于二極管陣列中向后驅動電流路徑的兩種選擇。

■單向與雙向突崩式TVS二極管

單向與雙向突崩式TVS二極管不同的崩潰電壓（breakdown voltage；VBR）可以為特定應用帶來不同的優(yōu)勢，單向式元件擁有反向偏壓崩潰電壓VBR以及相等于二極管前向電壓（VF）的前向偏壓崩潰電壓，另一方面，雙向式元件的崩潰電壓則等于±VBR，單向式二極管的低崩潰電壓對負向突波電壓來說，通常是直流電源線與單電源供電晶片的ㄧ個優(yōu)勢，相反地，雙向元件的對稱式崩潰電壓則通常能夠提供給差動式輸入或輸出放大器更好的雜訊處理效能，請參考（圖五）。

（圖五）　雙向式元件可以將噪音信號嵌位到0V的平均電壓，降低音頻放大器中的交流哼聲與直流雜音。

■外部與內部晶片保護電路的比較

理想的外加TVS元件應該能夠吸收所有突波脈沖的能量，但是在實際上則不然，部分的突波電流能量可能會通過晶片內部的保護電路，一個限制電流流入內部保護電路的方法是使用一顆串接電阻，如（圖六）。雖然內部保護電路在避免組裝時發(fā)生ESD失效的表現上相當良好，但保護元件相對較小的尺寸則限制了它們承受正常產品使用情狀下所發(fā)生突波信號的能力，另一方面，雖然二極管的突波處理能力與體積成正比，但通常在晶片中整合較大型的保護元件并不實際。

（圖六）　電阻R會促使I1>>I2，確保大部分的突波能量會由外部二極管所吸收。