【电子产品端口上常用的保护器件主要有四类：TVS二极管、ESD静电保护器件、GDT气体放电管和MOV压敏电阻。前两类是半导体器件，响应快，负责把电压钳在安全范围；后两类能泄放较大的浪涌能量，常放在端口前级，再由后级TVS或ESD把残压压下去。】沃虎的这几类产品都在保护器件栏目下，按TVS与ESD、GDT、MOV三个类别列出料号和选型参数。
很多工程师第一次选保护器件时会问：「只放一颗行不行？」这篇按器件类型讲清楚每一类保护器件做什么、参数怎么看、哪些场合要组合使用，最后给出沃虎在售的10个保护器件料号对照和打样核对清单。
#一 保护器件是做什么的
保护器件并联在被保护的线路上。线路正常工作时，它基本不导通，对信号和电源没有影响；一旦出现浪涌或静电，电压超过它的动作阈值，它就迅速导通，把多余的能量引到地，让后面的芯片只承受一个较低的电压。
端口上会遇到的干扰大致分两种：一种是人手、线缆插拔带来的静电，时间极短、能量小；另一种是雷击感应、电源切换带来的浪涌，持续时间长、能量大。不同保护器件擅长应对的对象不一样，这也是保护器件要分类选的原因。
#二 保护器件有哪些：四类器件对照
按官网栏目的分法，保护器件分为下面四类。表里的「擅长」一栏来自各类别页的说明，具体数值以每个料号的规格书为准。
#三 TVS与ESD：贴着芯片的那一道保护
TVS和ESD都是半导体保护器件，并联在端口上，浪涌或静电来时导通泄放，把电压钳住。两者的差别主要在用途：TVS侧重浪涌，常用在电源口和低速接口；ESD侧重静电，强调极低的寄生电容和快速响应，用在高速数据接口。
选TVS和ESD时，官网TVS与ESD保护器件栏目给出的核对项是：极性、耐受电压、静电放电等级（接触放电和空气放电）、寄生电容、封装和工作温度。耐受电压要高于线路正常工作电压，避免平时就漏电或误导通；高速数据口重点看寄生电容，电容太大会影响信号。
单向还是双向
信号只在一个方向有电压（比如正电源）的，可以用单向器件；信号有正有负、或差分线对的，选双向器件。官网把双向型号单独列在双向TVS和双向ESD两个子类里，单向静电保护在ESD子类。
#四 GDT气体放电管：能扛大能量，但动作电压比标称高
GDT气体放电管靠管内气体电离导通，可以泄放能量较大的浪涌。看GDT气体放电管的参数表要注意两列：直流击穿电压和冲击击穿电压。直流击穿电压是缓慢升压时的动作阈值；冲击击穿电压是浪涌这种快速上升沿下的动作电压，通常明显更高。
以沃虎的WHGD090V1P0B为例，直流击穿电压90V，冲击击穿电压600V。也就是说，浪涌来的时候，它不是到90V就动作，而是可能要到600V左右才导通。这正是气体放电管不能单独使用的原因：它负责泄放主要能量，残压和响应延迟要靠后级的TVS或ESD补上。
引脚数也要选：两脚的保护单条线路；三脚的可以同时保护两条线，并共用一个接地极，两条线的动作更一致。
#五 MOV压敏电阻：前级限压，注意老化
MOV压敏电阻利用非线性伏安特性限压：电压超过阈值后，阻抗急剧下降，把浪涌能量泄放掉。MOV压敏电阻栏目给出的核对项是容忍电压、钳位电压、额定功率、封装和工作温度。
容忍电压要高于线路平时的最高电压并留出余量，偏低会加速老化；钳位电压要低于后级器件能承受的电压，否则起不到保护作用。压敏电阻多次动作后参数会漂移，重复浪涌的场合要评估累积发热，必要时配合熔断或温度保护。
#六 保护器件为什么常常要组合使用
从上面几类器件的特点可以看出：GDT和MOV能扛大能量，但动作电压或钳位电压偏高；TVS和ESD响应快、钳位低，但能承受的能量有限。所以浪涌要求高的端口，常见做法是前级放GDT或MOV泄放主要能量，后级放TVS或ESD把残压压到芯片能承受的范围。
具体用哪几类、放几级，取决于端口类型、正常工作电压，以及产品要通过的浪涌和静电测试等级；防护效果还和布局、接地有关。以太网口的分级防护做法，可以参考《以太网端口浪涌防护设计》；网口ESD器件的细选，可以参考《网口ESD保护二极管怎么选》。
#七 沃虎保护器件型号对照
下表是官网保护器件栏目下目前列出的10个料号，参数取自各类别页的选型表，规格书可在产品页下载。
从表里可以直接看出两点：一是三颗两脚GDT的直流击穿电压从90V到400V，冲击击穿电压都在600V以上，所以GDT后面通常还要接一级钳位更低的器件；二是几颗ESD的寄生电容在0.3pF到1.2pF之间，接口速率越高，越要往电容小的料号上选。
#八 三步选出合适的保护器件
第一步，定端口和电压：写清被保护的是电源口、低速接口还是高速数据口，以及正常工作电压。保护器件的耐受电压、直流击穿电压或容忍电压都要高于这个电压并留余量。
第二步，定要过的测试等级：静电看接触放电和空气放电等级，浪涌看测试波形和等级。只有静电要求的高速口，一般先看ESD；有较高浪涌要求的电源口、户外网口，再考虑前级加GDT或MOV。
第三步，核对配合与布局：前后级器件的动作电压要能衔接，后级钳位电压要低于芯片能承受的电压；保护器件尽量靠近连接器放，泄放回路要短，接地要可靠。
#九 打样前核对清单
#十 常见问题
保护器件有哪些类型
常用的有四类：TVS二极管、ESD静电保护器件、GDT气体放电管和MOV压敏电阻。前两类响应快、负责钳位，后两类能泄放较大的浪涌能量。
TVS和ESD有什么区别
两者都是半导体保护器件。TVS侧重浪涌防护，常用于电源口和低速接口；ESD侧重静电防护，寄生电容更低，适合高速数据接口。
气体放电管标90V，为什么说它不能单独保护
90V是直流击穿电压。以WHGD090V1P0B为例，冲击击穿电压是600V，浪涌来时它可能要到600V左右才导通，残压要由后级TVS或ESD压下去。
两脚和三脚气体放电管怎么选
两脚的保护单条线路；三脚的可同时保护两条线并共用接地极，两条线动作更一致。沃虎目前有三颗两脚型号和一颗三脚型号WHGT090V1P0A。
压敏电阻用久了会失效吗
压敏电阻多次动作后参数会漂移。容忍电压选得偏低会加速老化，重复浪涌的场合要评估累积发热，必要时配合熔断或温度保护。
保护器件的规格书和样品怎么拿
进入保护器件栏目找到准确料号，在产品页下载规格书；样品可通过申请样品页提交。文件缺失或要确认版本，可以发送料号联系沃虎团队。
#规格书与样品
文中各料号的规格书可在对应产品页下载，样品可通过申请样品页提交。更多TVS相关文章可以看TVS专题。
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