PCB 板的 TVS 怎么选怎么用？

对工程师来说，浪涌保护可不是简单抄个电路就能搞定的事。真正的核心，其实藏在 PCB 布局里 —— 怎么摆瞬态保护组件，怎么设计接地策略，直接决定了设备能不能扛住 “电冲击”。

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在这些保护组件里，TVS 二极管绝对是 “扛把子” 级别的存在。今天就来好好聊聊，这个小元件到底有啥本事，以及怎么在 PCB 设计里把它用到位。

TVS 二极管：不同于普通二极管，它是 “电压保镖”

先划重点：TVS 二极管≠齐纳二极管≠肖特基二极管，别搞混了！

瞬态电压抑制二极管（TVS），说白了就是给设备挡 “电压尖峰” 的。它的核心是一个 pn 结，平时状态特别 “佛系”—— 高阻抗、漏电流极小，几乎相当于开路，不打扰电路正常工作。

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但一旦遇到 ESD 之类的瞬态事件，电压超过它的阈值，这货瞬间 “变身”：pn 结发生雪崩效应，立刻导通，变成一条低阻抗通路，把多余的电流 “引走”，不让受保护的组件遭殃。

最牛的是它的反应速度 —— 以皮秒为单位。哪怕 ESD 脉冲上升再快，它都能及时 “出手”，堪称电路里的 “闪电侠”。

选不对 TVS？等于没保护！

虽然都是 TVS 二极管，但参数不对，保护效果可能归零。

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选的时候，这几个参数必须盯紧：

1. 反向偏置击穿电压（VB） 这是 TVS 开始 “干活” 的临界点。电压超过这个值，它就会导通，把脉冲引开。
2. 钳位电压（VC） 击穿后，TVS 能把电压 “摁住” 的最高值（在指定峰值电流下）。这个值必须比受保护组件的输入电压限制低，否则组件还是会受伤。简单说，VC 越低，保护效果越好。
3. 额定关断电压（VWM） 低于这个电压时，TVS 保持高阻抗，漏电流极小。设计时要保证电路正常工作电压不超过 VWM，不然 TVS 会一直处于导通状态，反而添乱。
4. 峰值脉冲功率耗散（PPP） TVS 能安全扛住的最大瞬态功率。选的时候得根据可能遇到的脉冲强度来定，不够的话，TVS 自己先 “炸了” 可就麻烦了。

双向还是单向？别凭感觉选！

TVS 二极管分双向和单向两种，符号长得不一样，用法也大不同。

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很多人默认 TVS 是单向的，想要双向的得特意说明。那该怎么选？

• 单向 TVS：适合直流电路或者单向脉冲的场景，只能防一个方向的瞬态电压。
• 双向 TVS：能同时防正负两个方向的脉冲，比如差分信号、交变模拟线路，或者可能出现正负电压尖峰的地方。

为啥更推荐双向？

举个例子：如果接地出了故障，接地路径阻抗变高，单向 TVS 可能会让电流 “绕路” 经过受保护组件；但双向 TVS 不管电压方向如何，只要超过阈值就导通，哪怕接地有点问题，也能争取保护机会。所以追求全面防护的话，双向更靠谱。

PCB 布局：位置、接地错了，再好的 TVS 也白搭

选对了 TVS，布局没做好，等于功亏一篑。这几个技巧必须记牢：

1. 放对位置，离 “风险点” 越近越好

ESD 最容易从暴露在外部的导体（比如连接器）入侵，所以 TVS 必须 “守在门口”—— 紧挨着这些裸露导体放置。

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为啥？ 因为 PCB 走线有寄生电感，线越长，电感越大，会让 TVS 的钳位电压升高，超过额定值。所以 TVS 接到连接器的线要短，到受保护组件的线也要短，尽量减少寄生电感，让脉冲能量能快速被导走。

2. 接地可别随便接

最好给 TVS 单独搞个 “接地通道”—— 比如接到机箱接地（金属外壳、机箱螺钉、安装孔），而不是和受保护组件共用同一个接地网。

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如果没有机箱接地，接内部地平面也行，但高风险环境下，设备一定要装在带金属底盘的外壳里，并且底盘要可靠接地。记住，接地路径必须低阻抗、低电感，不然脉冲能量导不出去，还是会 “憋坏” 电路。

3. 屏蔽层别瞎接，直接接地最靠谱

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带屏蔽的连接器能辅助防 ESD，但屏蔽层的接法有讲究：

• 别用缓冲电路或 RC 电路接屏蔽层，纯属画蛇添足，反而破坏屏蔽效果。
• 正确做法：屏蔽层直接接机箱接地或地平面，形成低阻抗通路，让 ESD 能量直接入地。
• 特殊情况（比如浮动接地）：可以在屏蔽层和地之间接个大电容，既能分流快速 ESD 脉冲，又能避免高频噪声辐射。

最后说句大实话

TVS 二极管虽小，却是电路的 “生死线” 之一。选对参数、摆对位置、接好地线，它能替你的设备挡住绝大多数 “电冲击”；但要是随便应付，炸板、设备失效可能就在一瞬间。

对工程师来说，浪涌保护从来不是 “选个零件就行” 的小事，而是从选型到布局的系统工程。毕竟，靠谱的设计，都藏在这些细节里。