摘要：非对称TVS（瞬态电压抑制二极管）是一种专为特殊应用设计的保护器件，与传统的对称TVS不同，其正负方向的击穿电压和钳位特性不同。这种设计使其能够针对不同极性的瞬态电压提供差异化的保护，特别适用于需要同时处理正负不对称电压的电路场景。

非对称TVS的基本概念

非对称TVS（瞬态电压抑制二极管）是一种专为特殊应用设计的保护器件，与传统的对称TVS不同，其正负方向的击穿电压和钳位特性不同。这种设计使其能够针对不同极性的瞬态电压提供差异化的保护，特别适用于需要同时处理正负不对称电压的电路场景。

非对称TVS的工作原理

非对称TVS通过独特的半导体结构实现正负电压的不同响应。当正向瞬态电压超过设定值时，TVS迅速导通并钳位；而对负向电压则采用另一套击穿参数。

主要应用

汽车电子领域的应用 非对称TVS二极管在汽车电子中具有关键作用，尤其适用于碳化硅（SiC）MOSFET栅极驱动器的保护。由于SiC MOSFET比传统硅基器件开关速度更快，更容易出现过压故障，非对称TVS可针对不同正负栅极驱动电压（如+20V/-5V）提供精准保护，典型应用包括车载充电器（OBC）、电动汽车牵引逆变器、输入/输出接口和Vcc总线等高压场景。其紧凑的DO-214AA封装设计特别适合空间受限的汽车电子布局。

工业通信接口保护

在RS-485等工业通信系统中，非对称TVS如SM712/PSM712系列专为非对称工作电压（+12V/-7V）设计，能有效防护静电放电（ESD）、电快速瞬变（EFT）和雷击浪涌。相比传统对称TVS，它能更精确匹配RS-485收发器的共模电压范围，在19A浪涌电流下仍保持低钳位电压，广泛用于安全系统、自动柜员机（ATM）等高可靠性工业设备。

电源系统防护

非对称TVS适用于需要处理非对称瞬态电压的电源线路，如直流稳压电源输出端、电源输入端口等。通过替代多个齐纳二极管或TVS的组合，它能简化电路设计，同时提供针对甩负载（Load Dump）等汽车电源特有瞬态事件的保护，其外延型设计还能降低正向压降，避免反向电源输入导致的电路故障。

高频信号线路保护

对于SiC MOSFET等高频应用（工作频率可达2MHz），非对称TVS具有宽频稳定性，其电容特性在高速开关过程中保持稳定。例如Littelfuse的TPSMB系列在2MHz范围内电容变化极小，既能有效抑制高频噪声，又不影响信号完整性，适用于高频开关电源和电机驱动电路。

混合电压系统保护

在同时存在正负不对称工作电压的复杂系统中（如运算放大器电路、差分信号接口），非对称TVS可针对不同极性信号线提供差异化保护。例如保护CAN总线时，其非对称特性能够独立处理正负极性瞬态脉冲，避免传统对称TVS因统一钳位电压导致某极性保护不足的问题。

与传统TVS对比

结构设计与电压特性

非对称TVS与传统TVS最核心的区别在于电压响应的不对称性。传统双向TVS采用背靠背二极管结构，正负方向的击穿电压和钳位特性完全对称（如±15V），而非对称TVS通过特殊掺杂工艺实现独立的正负电压参数（例如+20V/-7V）。这种结构差异使其能精准匹配SiC MOSFET等器件对正负栅极驱动电压的不同保护需求

电路设计优势

非对称TVS能以单个器件替代传统方案中多个分立元件（如2个齐纳二极管+1个TVS），节省70%以上PCB空间。例如汽车OBC中，传统方案需3-4个元件实现±15V保护，而非对称TVS如TPSMB仅需1个元件即可实现+17.6V/-7.15V的非对称保护，显著降低寄生电感和设计复杂度

成本与可靠性表现

虽然非对称TVS单颗成本略高，但系统级成本更低。测试数据显示，在ISO 7637-2 5a/5b脉冲测试中，非对称TVS的失效循环次数可达对称TVS的2-3倍，因其正负电压参数独立优化，避免了对称TVS在某一极性下的过应力问题。但其结电容相对较大（约高30%），高频应用中需特别评估。

来源：思考中的老鼠