浪涌多次作用后，TVS參數會不會漂移？

MDD辰達半導體-瞬態電壓抑制二極管（TVS）是一類專門用于吸收瞬態過電壓、保護電路中敏感元件的器件。它通過在過壓瞬間迅速擊穿導通，將能量分流至地，從而限制電壓尖峰幅度。許多工程師在使用過程中常常會問：如果系統多次遭受浪涌沖擊，TVS的參數會不會發生漂移？它還能保持原有的防護性能嗎？

一、TVS的工作機理與應力積累

TVS在浪涌事件中承受的是極高的瞬態電流和功率。雖然每次沖擊的持續時間極短（通常是微秒級），但能量非常集中。器件內部PN結在導通時會出現大電流密度和瞬態高溫，材料和結構都會受到應力沖擊。單次沖擊如果在器件額定范圍內，TVS能夠恢復正常狀態。但當浪涌作用多次疊加時，熱應力和電應力會逐漸積累，可能引發性能退化。

二、典型的參數漂移表現

在FAE現場經驗中，多次浪涌后，TVS常見的漂移表現主要有：

反向漏電流增加：原本在額定工作電壓下的微安級漏電流，可能逐漸上升到幾十微安甚至更高。

擊穿電壓下降：由于PN結結構局部損傷，器件可能在低于額定擊穿電壓的條件下提前導通。

鉗位電壓升高：結電阻上升導致在相同浪涌電流下的電壓被拉高，保護效果減弱。

完全失效：在極端情況下，TVS可能表現為開路（失去保護作用）或短路（直接擊穿損壞），影響整個系統工作。

這些變化屬于參數漂移的典型體現。雖然器件不一定立即失效，但其保護能力已經下降，長期使用存在風險。

三、影響漂移程度的因素

浪涌強度與次數：遠低于器件額定功率的浪涌，即使次數較多，也不會造成明顯漂移；但接近額定值的多次沖擊，累積效應顯著。

浪涌波形：10/1000μs、8/20μs等不同脈沖波形對應的能量差異很大，長脈沖對TVS的熱沖擊更明顯。

散熱與PCB設計：若布局合理、熱阻低，器件受損會相對緩解。反之，過孔少、銅皮面積不足，溫升更高，漂移加劇。

器件品質與余量設計：不同廠家、不同系列的TVS，其結結構和工藝差異會直接影響抗疲勞能力。設計中若沒有留足安全余量，漂移更容易發生。

四、工程設計中的應對策略

為了減小參數漂移對系統可靠性的影響，可以從以下幾方面考慮：

合理選型：在選型時，應確保TVS的額定浪涌能力高于實際需求至少2倍裕量，而不是僅僅滿足一次性測試要求。

多級防護：在電源入口處可使用MOV、GDT等器件分擔大能量，TVS作為快速響應的二級或三級防護，提高整體壽命。

定期驗證：在關鍵應用（如通信基站、電力設備）中，建議在實驗階段模擬多次浪涌，評估器件性能是否有明顯漂移。

加強PCB散熱：優化銅皮面積、布置散熱過孔，降低結溫，提高抗多次浪涌能力。

綜上所述，MDD-TVS在多次浪涌作用后確實可能發生參數漂移，其表現包括漏電流上升、擊穿電壓變化、鉗位能力下降等。漂移程度取決于浪涌強度、作用次數、波形以及器件本身的品質與設計余量。在系統設計中，如果僅考慮一次性測試通過，而忽視長期累積效應，就可能埋下隱患。因此，工程師在使用TVS時，不僅要關注初始參數，更要重視多次浪涌條件下的穩定性和可靠性。