技术干货 | TVS管及压敏电阻的箝位电压

　　在当今电子设备高度集成的时代，电路保护显得尤为重要。TVS管(瞬态电压抑制二极管)和压敏电阻作为一种高效的电路保护器件，被广泛应用于各种电子设备中，用以吸收突波，抑制瞬态过电压，从而保护后续电路免受损坏。而箝位电压，作为TVS管和压敏电阻的核心参数之一，直接关系到其保护性能的优劣。
 

　　箝位电压的定义
 

　　箝位电压指瞬态保护器件(如TVS二极管、压敏电阻)在遭遇过压时，将电路电压限制在安全范围内的峰值电压值。例如，TVS二极管通过雪崩击穿机制实现快速限压，而压敏电阻依靠非线性电阻特性吸收能量并限制电压‌。
 

图1 TVS管防护后级电路
 

　　箝位电压的测试条件
 

　　一般的TVS管和压敏电阻的数据手册里，箝位电压的测试条件为8/20μs或者10/1000μs电流波。在应用标准方面，8/20μs测试‌符合‌IEC 61000-4-5‌对通信设备、消费电子的浪涌抗扰度要求，10/1000μs测试‌满足‌UL 1449‌对电源端口防护器件的能量吸收标准。
 

测试条件的工程原理
 

　　8/20μs波形测试‌：模拟短时高能量脉冲(如开关浪涌或感应雷击)。TVS二极管在此波形下响应速度可达纳秒级，动态电阻低至1Ω以下，理论上可维持箝位电压稳定性。动态电阻越低，箝位电压随电流上升的斜率越平缓，保护效果更稳定；压敏电阻则需关注正负波形偏差对能量积累的影响‌。
 

　　‌        10/1000μs波形测试‌：模拟长脉冲能量冲击(如直击雷)。压敏电阻的能量耐量通过公式 W=1.4×I×Vc×T 计算，TVS二极管受限于峰值功率，需避免长时间过流导致过热失效。
 

　　测试箝位电压的必要性与价值
 

　　1.验证器件性能
 

　　箝位电压需在规定的脉冲电流(如8/20μs或10/1000μs波形)下测试‌。通过实测数据可确认其是否符合规格书标称值，降低因制造偏差导致防护失效‌风险。
 

　　2.评估能量耐受性‌
 

　　8/20μs波形的能量集中于短时间高电流，而10/1000μs波形能量更大且持续时间长。测试可量化器件在两种波形下的能量吸收能力(如TVS的Pppm参数)，避免因能量超限导致器件失效‌。
 

　　3.‌提升产品可靠性
 

　　实际测试数据可暴露器件在一定条件下的性能差异。例如，部分TVS可能在8/20μs波形下表现优异，但在10/1000μs波形中因散热不足导致失效，测试可提前识别此类风险。通过标准化测试，可提前暴露潜在风险，保障设备寿命。
 

　　箝位电压测试能力介绍
 

　　使用的设备具备能满足不同应用场景的需求，具有以下优势：
 

　　1.电流范围：0.5A~350A，适配从低功率信号线到高能电源线的全场景测试。
 

　　2.电流波形：支持8/20μs(模拟雷击)和10/1000μs(模拟长周期浪涌)两种标准波形‌
 

　　3.电压范围：0~750V，覆盖消费电子、工业设备及新能源等领域需求。
 

　　4. 高精度与可重复性：设备采用数字化控制与实时采样技术，确保箝位电压测量误差<±2%，并支持多脉冲连续测试，验证器件的抗疲劳特性‌。
 

图4 箝位电压测试架设图
 

图5 测试波形图
 

　　半导体服务优势
 

　　● 工业和信息化部“面向集成电路、芯片产业的公共服务平台”。
 

　　● 工业和信息化部“面向制造业的传感器等关键元器件创新成果产业化公共服务平台”。
 

　　● 国家发展和改革委员会“导航产品板级组件质量检测公共服务平台”。
 

　　● 广东省工业和信息化厅“汽车芯片检测公共服务平台”。
 

　　● 江苏省发展和改革委员会“第三代半导体器件性能测试与材料分析工程研究中心”。
 

　　● 上海市科学技术委员会“大规模集成电路分析测试平台”。
 

　　● 在集成电路及SiC领域是技术能力第三方检测机构之一，已完成MCU、AI芯片、安全芯片等上百个型号的芯片验证，并支持完成多款型号芯片的工程化和量产。
 

　　● 在车规领域拥有AEC-Q及AQG324服务能力，获得了近50家车厂的认可，出具近400份AEC-Q及AQG324报告，助力100多款车规元器件量产。
 

　　● 在卫星互联网领域，获委任为空间环境地面模拟装置用户委员会委员单位，建设了行业射频高精度集成电路检测能力，致力成为北斗导航芯片工程化量产测试的机构。