基于Vishay T15B系列TVS二极管的技术应用分析

Vishay Semiconductors T15Bx ESD保护二极管具有结钝化优化设计，采用了钝化各向异性整流器技术。这些ESD保护二极管具有1500W峰值脉冲功率能力和10/1000 μs波形。T15Bx二极管还具有双向极性、出色的钳位能力和非常快的响应时间。这些ESD保护二极管符合J-STD-020规定的湿度灵敏性等级(MSL) 1，并符合AEC-Q101标准。T15Bx二极管采用SMB (DO-214AA)封装，工作温度范围为-65°C至185°C。这些二极管保护敏感电子产品免受汽车用传感器单元IC、MOSFET和信号线上的电感负载开关和雷电引起的电压瞬变 。

数据手册；*附件：Vishay Semiconductors T15Bx PAR® ESD保护二极管数据手册.pdf

特性

• 结钝化优化设计，钝化各向异性整流器技术
• TJ=185°C，满足高可靠性和汽车级要求
• 1500W峰值脉冲功率能力，具有10/1000μs波形
• 双向极性
• 优秀的钳位能力
• 响应时间非常短
• 达到J-STD-020规定的MSL 1级要求，LF最大峰值为260°C
• 符合 AEC-Q101

尺寸图

基于Vishay T15B系列TVS二极管的技术应用分析‌

‌一、产品概述‌
Vishay Semiconductors推出的T15B12CA至T15B100CA系列是采用PAR®（钝化各向异性整流器）技术的表面贴装瞬态电压抑制二极管（TVS）。该系列器件专为汽车电子和工业场景中敏感电路的过压保护设计，具备双向导通特性，封装形式为SMB（DO-214AA），可在-65°C至+185°C的宽温度范围内稳定工作。

‌二、核心电气特性‌

1. ‌电压保护范围‌
   • 击穿电压（VBR）：覆盖12V至100V的15个标称值（如T15B12CA为12V，T15B100CA为100V），容差±5%
   • 钳位电压（VC）：在峰值脉冲电流（IPPM）下，电压抑制能力显著（例如T15B12CA在91.2A电流时钳位电压仅17V）
   • 驻留电压（VWM）：10.2V至85.5V，确保正常工作时不触发
2. ‌脉冲处理能力‌
   • 峰值脉冲功率：1500W（10/1000μs波形）
   • 响应时间：亚纳秒级，可有效抑制雷击、感性负载开关引起的瞬态浪涌

‌三、关键技术优势‌

• ‌高温可靠性‌：结温（TJ）最高支持185°C，通过AEC-Q101车规认证
• ‌低漏电流‌：在VWM条件下漏电流仅1-2μA（25°C），150°C高温下仍低于20μA
• ‌先进封装工艺‌：
  • 符合UL 94 V-0阻燃等级
  • HM3版本为无卤素材料且通过JESD22-B102焊接性测试
  • 满足MSL Level 1潮湿敏感度等级

‌四、典型应用场景‌

1. ‌汽车电子保护‌
   • 传感器信号线防护（如曲轴/凸轮轴位置传感器）
   • ECU接口的ESD及浪涌保护（满足ISO 7637-2标准）
2. ‌工业控制系统‌
   • PLC模拟量输入通道过压保护
   • 电机驱动器的IGBT/MOSFET门极电压钳位

‌五、选型与设计要点‌

1. ‌参数匹配原则‌
   • VWM需高于电路最高工作电压10%-20%
   • VBR应低于被保护器件最大耐受电压
   • 参考图2的功率降额曲线，确保高温环境下仍满足功率需求
2. ‌布局建议‌
   • 根据手册提供的焊盘布局（0.220inch参考间距），减少引线电感对高频响应的影响

‌六、测试验证方法‌

• 使用10/1000μs浪涌波形（图3）验证IPPM承载能力
• 通过IEC 61000-4-2标准进行30kV接触/空气放电ESD测试
• 热性能验证需关注RθJA（典型值110°C/W）与实际散热条件匹配

‌七、技术发展趋势‌
该系列器件通过优化的结钝化设计，实现了高可靠性与小体积的平衡，其185°C工作温度能力契合汽车电子舱内高温环境需求，而1500W的瞬态功率处理密度为下一代48V车载系统提供了技术储备。