引言

是分析系统抗传导浪涌电压性能的有效设计工具，它可以验证并优化采用瞬态电压抑制雪崩二极管的浪涌保护电路的性能。二极管的尺寸小、响应时间快、钳位电压小且成本低，可以为浪涌问题提供有效的解决方案。本文将仿真与基准测试进行比较，证明雪崩二极管能够钳位噪声源如感应设备和负载开关引起的浪涌电压。

电流和电压特性关系

齐纳和雪崩二极管有相似的电气特性，但是，两种器件也存在明显的区别。齐纳二极管为调节稳态电压而设计，而二极管则为钳位瞬态浪涌电压而设计。另外，二极管的结面积一般比标准齐纳二极管更大，因此，具有吸收高峰值能量的能力。

雪崩二极管模型

现有的大多数雪崩二极管模型可以用‘’二极管声明产生。用二极管‘’ 声明对雪崩二极管建模的准确性有若干限制。首先，二极管声明不能定义正向和反向偏置击穿区的单独串联电阻，两个区域内的电阻不等，因此，不能精确地对两个区域内电流与电阻关系的斜率进行建模。其次，‘’声明没有对击穿电压随着温度变化的差异进行建模的变量。

图1   TVS雪崩二极管SPICE宏模型

宏模型子电路

二极管宏模型与中的标准二极管模型相比有几大优势，如可以更精确地表示击穿特性。宏模型在一个子电路中结合了标准的器件。图为宏模型的原理图。

正向偏置区

VDTVS二极管的正向偏置特性由(I(N)和串联电阻

漏电区

V0V和击穿电压IIID  DV

击穿区

EVD R EV DEV(V I RDDDI (VEV R D

阻抗特性

比较器件的阻抗与频率特性的关系可以仿真宏模型的瞬态响应。由于浪涌脉冲的快速上升时间和大峰值电流产生的高频信息，会影响钳位响应的瞬态性能，因此，需要对阻抗进行建模。电感建模可以确保仿真封装电感艻苩引起的超调脉冲的幅度。电容匹配有助于预测钳位波形，包括对预测器件功率极为重要的精确电阻项。

2所示。测量的阻抗可以包含串联电阻 (L (CR(ffLC1MHz时的电容可得到L

           图4   器件电阻为额定电阻(RZ = 1.28W)时，SPICE估计最大钳位电压是28.9V，而基准测试产生的值为35.6V。如果RZ提高到8W，仿真结果就与基准测试匹配

仿真测试结果

通过比较×10×SPICE宏模型评估器件的能力，这些波形经常用于规定器件的功率额定值，并代表了一般噪声源产生的浪涌脉冲。浪涌脉冲用其上升时间10%~90%的测量值和脉冲宽度时的测量值表示。电压和电流波形分别代表开路和短路即

图所示为二极管在×8×

10×4所示。感生负载和受测试器件同时断电以后，就会产生×DUT依然与电感并联，这样可以产生负浪涌电压。直流马达、螺线管和继电器就是可以产生此种浪涌脉冲的感生负载。

局限性

宏模型可以用精确表示大多数应用中雪崩二极管的电流和电压特性，它解决了几个与二极管 ‘’声明和曲线拟和模型有关的局限，宏模型还提供了一种强大的设计工具，可以分析浪涌抑制电路，但是，它们不能替代硬件开发测试。宏模型的局限性如表所示。

结语

TVS