ไดโอด TVS หรือที่รู้จักกันในชื่อไดโอดป้องกันแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ ทำหน้าที่ดูดซับพลังงานไฟกระชาก และสามารถทนต่อแรงดันไฟกระชากย้อนกลับได้ภายในระยะเวลาอันสั้น ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วทั้งสองถูกจำกัดไว้ที่ระดับที่กำหนดเพื่อป้องกันไม่ให้วงจรที่ตามมาได้รับผลกระทบ กล่าวโดยสรุปคือ ไดโอด TVS ถูกใช้เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน ซึ่งพบได้บ่อยในอุปกรณ์สื่อสารและผลิตภัณฑ์อื่นๆ เมื่อเชื่อมต่อแล้ว ไดโอด TVS จะต้องทำงานย้อนกลับที่ปลายทั้งสองด้านของแหล่งจ่ายไฟและกราวด์ของวงจร คล้ายกับไดโอดซีเนอร์ แต่ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานจำกัด

วาริสเตอร์มีผลคล้ายกัน แต่ประสิทธิภาพของไดโอด TVS เหนือกว่าวาริสเตอร์ โดยเฉพาะในแง่ของเวลาการนำไฟฟ้าย้อนกลับ ซึ่งเร็วกว่าวาริสเตอร์มาก และกระแสไฟรั่วย้อนกลับยังน้อยกว่ามาก ช่วยให้สามารถทำงานได้ในอุณหภูมิที่อนุญาตได้สูงกว่า

ภายใต้เงื่อนไขการใช้งานแบบย้อนกลับที่ระบุ เมื่ออยู่ภายใต้พัลส์แรงดันไฟเกินชั่วคราวพลังงานสูง อิมพีแดนซ์ในการดำเนินงานสามารถลดลงไปสู่ค่าการนำไฟฟ้าที่ต่ำมากได้ทันที ทำให้กระแสขนาดใหญ่ไหลผ่านและยึดแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ปกป้องส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนในระบบอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ วงจรจากความเสียหาย

ไดโอด TVS ขนาดเล็กที่สุดมีขนาดเล็กกว่าเม็ดน้ำตาล แต่สามารถคายประจุไฟฟ้าได้สูงถึง 20,000 โวลต์! ช่วยปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง เช่น โทรศัพท์มือถือ กล้องดิจิทัล กล้องวิดีโอ และเครื่องเล่น MP3 เวลาในการตอบสนองน้อยกว่าครึ่งนาโนวินาที และสามารถตอบสนองต่อประจุไฟฟ้าสถิตที่คายประจุได้อย่างรวดเร็ว ไดโอด TVS ชนิดใหม่นี้ไม่เพียงแต่สามารถนำมาใช้ในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและคุณภาพของผลิตภัณฑ์อีกด้วย

ไดโอด TVS สามารถจำแนกตามขั้วได้เป็นไดโอดแบบยูนิโพลาร์และไบโพลาร์ รวมถึงไดโอด TVS แบบทิศทางเดียวและไดโอด TVS แบบสองทิศทาง จะแยกความแตกต่างระหว่างไดโอดทั้งสองนี้ได้อย่างไร? ไดโอด TVS แบบทิศทางเดียวมีแถบสีเล็กๆ ที่ปลายด้านหนึ่ง ซึ่งเชื่อมต่อกับขั้วบวก ไดโอด TVS แบบสองทิศทางมีสองแถบตรงกลางหรือไม่มีเครื่องหมายใดๆ เลย แสดงว่าไม่มีขั้ว

ไดโอด TVS แบบสองทิศทางสามารถดูดซับพัลส์ขนาดใหญ่ชั่วขณะได้ทั้งในทิศทางบวกและลบ และตรึงแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่กำหนดไว้ ไดโอด TVS แบบทิศทางเดียวเหมาะสำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ในขณะที่ไดโอด TVS แบบทิศทางเดียวมักใช้ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง ภายใต้สภาวะพัลส์ที่กำหนด กระแสพัลส์พีคสูงสุดที่อุปกรณ์อนุญาต ผลคูณของ IPP และแรงดันการตรึงสูงสุด Vc(MAX) คือกำลังพัลส์ชั่วขณะสูงสุด

ลักษณะการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของไดโอด TVS แบบทิศทางเดียวนั้นคล้ายคลึงกับไดโอดซีเนอร์ทั่วไป จุดพังทลายย้อนกลับสำหรับพังทลายแบบฮาร์ดเบรกนั้นอยู่ที่ประมาณ "มุมฉาก" ซึ่งเป็นเรื่องปกติของอุปกรณ์ถล่มแบบ PN junction เส้นโค้งจากจุดพังทลายไปยังค่า Vc บ่งชี้ว่าเมื่อมีพัลส์แรงดันไฟฟ้าเกินในทันที กระแสของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แรงดันย้อนกลับจะเพิ่มขึ้นจนถึงค่าแรงดันแคลมป์ และคงอยู่ที่ระดับนั้น

เมื่อใช้ไดโอด TVS สิ่งสำคัญคือต้องเลือกไดโอดที่เหมาะสม เพื่อให้กำลังไฟฟ้าพัลส์ชั่วขณะที่กำหนดของ PPR สูงกว่ากำลังไฟฟ้ากระชากชั่วขณะสูงสุดที่อาจเกิดขึ้นในอุปกรณ์หรือวงจรที่ได้รับการป้องกัน ในบริเวณที่อุปกรณ์ขัดข้อง แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ระหว่างอุปกรณ์ที่กระแสทดสอบ I(BR) ที่กำหนด เรียกว่า แรงดันพังทลาย ในบริเวณนี้ ไดโอดจะกลายเป็นเส้นทางที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำ

ลักษณะเฉพาะของไดโอด TVS แบบสองทิศทาง:

ดังที่แสดงในแผนภาพ เส้นโค้งลักษณะเฉพาะ VI ของไดโอด TVS แบบสองทิศทางนั้นคล้ายคลึงกับการรวมกันของไดโอด TVS แบบทิศทางเดียวแบบ "back-to-back" สองตัว ไดโอดนี้แสดงคุณสมบัติการสลายแบบอะวาแลนช์และการหนีบแบบเดียวกันทั้งในทิศทางบวกและทิศทางลบ ความสัมพันธ์คือ: 0.9 ≤ V(BR) (ไปข้างหน้า) / V(BR) (กลับด้าน) ≤ 1.1 เมื่อแรงดันรบกวนที่ปลายทั้งสองข้างมีค่ามากกว่าแรงดันหนีบ Vc แรงดันรบกวนจะถูกระงับทันที การใช้ไดโอด TVS ทั้งสองทิศทางในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับนั้นสะดวกมาก

ไดโอด TVS หรือที่รู้จักกันในชื่อไดโอดป้องกันแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ ออกแบบมาเพื่อปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากแรงดันไฟฟ้ากระชากและเหตุการณ์ชั่วขณะ เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เฉพาะทางที่สามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่มากเกินไปออกจากส่วนประกอบที่อ่อนไหว จึงช่วยป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น

ความแตกต่างหลักระหว่างไดโอด TVS แบบสองทิศทางและไดโอด TVS แบบทิศทางเดียวอยู่ที่ความสามารถในการรองรับแรงดันไฟกระชาก ไดโอด TVS แบบสองทิศทางสามารถนำไฟฟ้าได้ทั้งสองทิศทาง หมายความว่าสามารถป้องกันแรงดันไฟกระชากทั้งบวกและลบได้ ในทางกลับกัน ไดโอด TVS แบบทิศทางเดียวจะนำไฟฟ้าได้เพียงทิศทางเดียว ซึ่งโดยทั่วไปจะป้องกันแรงดันไฟกระชากทั้งบวกและลบได้

ไดโอด TVS แบบสองทิศทางให้การป้องกันสำหรับการใช้งานที่อาจเกิดแรงดันไฟกระชากได้ทั้งสองทิศทาง เช่น สายสื่อสารและสายข้อมูล ในทางตรงกันข้าม ไดโอด TVS แบบทิศทางเดียวเหมาะสำหรับการใช้งานที่คาดว่าแรงดันไฟกระชากจะมาจากทิศทางใดทิศทางหนึ่ง เช่น สายจ่ายไฟ

โดยสรุป ไดโอด TVS แบบสองทิศทางจะช่วยป้องกันแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะทั้งสองทิศทาง ในขณะที่ไดโอด TVS แบบทิศทางเดียวจะป้องกันในทิศทางที่กำหนดเพียงทิศทางเดียว ไดโอด TVS ทั้งสองประเภทมีบทบาทสำคัญในการรับประกันความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานที่ยาวนานของระบบอิเล็กทรอนิกส์