TVS二极管检测指南：方法与要点

TVS瞬态电压抑制二极管是电子设备的“电压卫士”，能在纳秒级时间内响应过压脉冲（如ESD、浪涌），保护敏感电路。为确保其关键时刻可靠工作，出厂筛选和应用前检测至关重要。以下是系统化的检测方法和要点：

一、基础检测：外观与标识

  1. 目视检查：
    • 封装完整性： 检查塑料本体是否开裂、破损，引脚有无锈蚀、弯曲变形。
    • 标识清晰度： 确认器件型号、极性标识印刷清晰无误（尤其阴极标记）。
    • 焊接质量： 检查引脚焊点是否光亮饱满、无虚焊、冷焊或桥连。
  2. 尺寸验证：
    • 使用卡尺或投影仪测量封装尺寸、引脚间距，确保符合设计规格。
 

二、核心参数：电性能测试

(需专用仪表：半导体参数分析仪、脉冲发生器、示波器、静电枪)

  1. 反向击穿电压：

    • 定义： TVS开始显著导通的电压阈值。
    • 测试： 施加反向直流电压，缓慢增加至规定电流点（常为1mA或10mA）。
    • 合格标准： 测得值应在器件规格书标称的VBR范围内。
    • 要点： 需确保测试电流稳定且符合规格书要求。

  2. 最大反向截止电压：

    • 定义： TVS可长期安全承受的最大反向工作电压（通常略低于VBR）。
    • 测试： 施加反向直流电压至VRWM，保持规定时间。
    • 合格标准： 器件不应发生击穿或性能劣化。
    • 要点： 测试时间需足够长（如数分钟）。

  3. 最大钳位电压：

    • 定义： 在承受特定峰值脉冲电流IPP时，TVS两端的最高电压。
    • 测试： 施加标准波形（如8/20µs）的脉冲电流至峰值IPP，用示波器测试TVS两端电压。
    • 合格标准： 实测VC值应≤规格书标称值。
    • 要点： 波形、脉冲宽度必须符合IEC标准，测试系统寄生电感需极低。

  4. 漏电流：

    • 定义： 在VRWM下，TVS的反向微小导通电流。
    • 测试： 施加VRWM反向电压，测量流过器件的电流。
    • 合格标准： 实测IR值应≤规格书标称值（通常为µA级）。
    • 要点： 测试电压必须精确稳定，避免环境干扰。

  5. 电容：

    • 定义： TVS在VRWM下的寄生电容值（影响高速信号）。
    • 测试： 使用LCR表在指定频率（如1MHz）和VRWM下测量。
    • 合格标准： 实测CT值应≤规格书标称值。
    • 要点： 测试频率与偏压须严格遵循规格书。
 

三、可靠性验证：环境适应性测试

(需环境试验箱、振动台)

  1. 温度循环测试：

    • 模拟剧烈温度变化（如-55°C至+150°C），进行多次循环。
    • 目的： 验证封装、焊接及材料的热匹配稳定性。
    • 后检： 电参数测试（VBR、IR等）应无明显漂移。

  2. 高温高湿反偏测试：

    • 在高温高湿（如85°C/85%RH）下施加VRWM电压。
    • 目的： 加速评估潮湿环境下长期工作的可靠性。
    • 后检： 电参数及外观无异常。

  3. 可焊性测试：

    • 模拟实际焊接过程（如波峰焊、回流焊）。
    • 目的： 检测引脚镀层质量及焊接浸润性。
    • 合格标准： 焊料应均匀覆盖引脚表面≥95%。

  4. 机械强度测试：

    • 引脚抗弯： 对引脚施加规定弯曲力，测试其断裂强度。
    • 振动/冲击： 模拟运输和使用中的机械应力。
    • 后检： 引脚无断裂，电性能保持正常。

  5. 盐雾测试：

    • 在盐雾环境中放置规定时间（如96小时）。
    • 目的： 评估抗腐蚀能力（适用于严苛环境）。
    • 后检： 引脚无严重腐蚀，电性能合格。
 

四、特殊性能验证

  1. ESD防护等级测试：
    • 使用静电发生器模拟人体放电模型（HBM）、机器模型（MM）或IEC 61000-4-2标准静电。
    • 目的： 直接验证器件对ESD冲击的实际防护能力。
    • 要点： 测试前后对比待保护端口的信号完整性或功能。
  2. 浪涌耐受能力测试：
    • 使用浪涌发生器模拟雷击感应浪涌（如IEC 61000-4-5）。
    • 目的： 验证TVS承受单次或多次高能量浪涌冲击的能力。
    • 要点： 记录失效模式（短路/开路）及耐受次数。
 

五、应用建议

  • 选型匹配： VRWM ≥ 电路正常工作电压 + 裕量；VC ≤ 被保护器件最大耐压。
  • 布局关键： TVS应尽量靠近被保护端口，路径短直，减少引线电感。
  • 散热考虑： 应对持续功率耗散，必要时选用功率更大的TVS或并联。
  • 多级防护： 应对复杂干扰环境（如EFT+ESD），可结合气体放电管、电阻等构建多级电路。
 

总结：
TVS二极管的系统化检测涉及外观、核心电参数、环境可靠性和特殊性能四大维度。严格遵循规格书条件执行测试，特别是钳位电压VC测试（需标准脉冲源与低感回路）和环境应力筛选（如温度循环），是保障器件在真实过压事件中可靠动作的关键。合理的选型与应用设计，结合严谨的质量检测，方能最大限度发挥TVS的保护效能。

关键提示： 钳位电压测试需使用符合IEC标准的脉冲发生器（波形如8/20µs）和高带宽示波器，确保回路寄生电感足够低，避免因测试系统误差导致VC读数虚高。