TVS-Dioden


Schützen Sie Ihre Produkte mit unserer großen Palette an Überspannungsunterdrückern

Stoßspannungsunterdrücker von Littelfuse®

Die TVS-Dioden von Littelfuse werden zum Schutz von Halbleiterbauteilen vor hohen Stoßspannungen eingesetzt. Im Unterschied zu normalen Dioden weisen die p-n-Übergänge dieser Bauteile einen größeren Querschnitt auf, wodurch sie höhere Ströme zur Masse ableiten können, ohne dabei bleibende Schäden zu erleiden. Von Littelfuse werden TVS-Dioden mit Spitzennennleistungen von 200 W bis 15 kW und Rückwärts-Sperrspannungen von 5 V bis 495 V angeboten.

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Was Sind TVS-Dioden und worin unterscheiden sie sich? TVS-Dioden – Definition.

TVS-Dioden sind elektronische Bauelemente, die zum Schutz empfindlicher Elektronik vor hohen Stoßspannungen entwickelt wurden. Sie können schneller als die meisten anderen Schaltungsschutzeinrichtungen auf Überspannungen reagieren und werden in den unterschiedlichsten Formaten zur Oberflächen- und Durchsteckplatinenmontage angeboten.

Ihr Funktionsprinzip: Sie begrenzen die Spannung durch p-n-Übergänge, die im Vergleich zu normalen Dioden einen größeren Querschnitt aufweisen, auf eine bestimmte Höhe (die als „Klemmspannung“ bezeichnet wird), da die größeren Querschnitte der TVS-Dioden höhere Ströme zur Masse ableiten können, ohne dabei bleibende Schäden zu erleiden.

TVS-Dioden werden allgemein zum Schutz vor elektrischen Überlastungen verwendet, die beispielsweise durch Blitzeinschlag, das Schalten induktiver Lasten und elektrostatische Entladung (ESD) verursacht werden und in Übertragungs- oder Datenleitungen sowie elektronischen Schaltungen auftreten können.

Die TVS-Dioden aus dem Sortiment von Littelfuse sind zwar für die unterschiedlichsten Schaltungsschutzanwendungen einsetzbar; ursprünglich wurden sie jedoch zum Schutz von E/A-Schnittstellen in Telekommunikations- und Industrieanlagen, Computern und Unterhaltungselektronik entwickelt.

Zu dem Hauptmerkmalen der TVS-Dioden von Littelfuse zählen:

  • Niedrige inkrementelle Stoßspannungsfestigkeit
  • Unidirektionale und bidirektionale Polaritäten erhältlich
  • Rückwärts-Sperrspannungen von 5 V bis 495 V
  • RoHS-konform – Mattzinn, bleifrei plattiert
  • Leistungsnennwerte bei Oberflächenmontage von 200 W bis 5000 W
  • Leistungsnennwerte bei Axialbedrahtung von 400 W bis 30.000 W (30 kW)
  • Hochleistungs-Stromschutz erhältlich für 3 kA bis 10 kA
  • AEC-Zulassung für ausgewählte Serie

Informationen über andere Technologien zur Transientenbegrenzung, und wie sie im Vergleich abschneiden, finden Sie im Littelfuse Anwendungshinweis AN9768.

Vergleich zu anderen Diodentechnologien:

Diodenklasse Anwendung Anmerkungen
Konventionelle Diode, Gleichrichter Leistungsregelung Für die Steuerung hoher Ströme; Umwandlung von Wechselstrom zu Gleichstrom Typisches Vorkommen in größeren Gehäusen wie dem TO-220.
Zener-Diode Leistungsregelung Für die Gleichspannungsregelung in Stromversorgungen. Typisches Vorkommen in mittelgroßen bis großen Gehäusen (axial, TO-220).
Silizium-Avalanche-Diode (SAD), Stoßspannungsunterdrücker (TVS) Überspannungsschutz Sinnvoll für Schaltungen, die hochenergetischen Ereignissen wie Blitzüberspannungen oder Spannungsspitzen aus mechanischen Schaltvorgängen ausgesetzt sind (EFT). Typisches Vorkommen in mittelgroßen Gehäusen (axial, DO-214).
Diodenarray Überspannungsschutz Diodenarrays fallen in die Kategorie der Schutz-Arrays aus Silizium (Silicon Protection Arrays, SPA), die für den ESD-Schutz konzipiert sind. Typisches Vorkommen in kleinen SMD-Gehäusen (SOIC-8, SOT-23, SC-70, usw.).
Schottky-Diode Leistungsregelung Für die Hochfrequenz-Gleichrichtung in Schaltnetzteilen.
Varaktordiode HF-Tuning Die einzig bekannte Diodenanwendung, bei der die Kapazitätseigenschaften des Halbleiterübergangs genutzt werden.


Vergleich nach Betriebseigenschaften:

Diodenklasse Rückwärts-Durchbruchspannung
(VBR, VZ)
Kapazität (CJ) Anmerkungen
Konventionelle Diode, Gleichrichter 800-1500 V Sehr hoch Umwandlung AC zu DC
Zener-Diode Bis zu 100 V Mittel bis hoch DC-Leistungsregelung
Silicon Avalanche Diode (SAD) Bis zu 600 V Mittel Schutz vor Spannungsspitzen bei Blitzeinschlag und transienten Überspannungen
Diodenarray Bis zu 50 V Niedrig (<50 pF) ESD-Schutz von HF-Datenschaltkreisen

Vergleich nach Aufbau:

Eine Schottky-Diode wird durch einen Metall-Halbleiter-Übergang gebildet. Elektrisch gesehen leitet sie durch die Majoritätsträger und zeichnet sich durch eine schnelle Reaktion bei niedrigem Kriechstrom und niedriger Vorwärtsspannung (VF) aus. Schottky-Dioden finden in Hochfrequenzschaltungen breite Anwendung.


Zener-Dioden werden durch einen hochdotierten p-n-Halbleiterübergang gebildet. Es gibt zwei physikalische Effekte, die als Zener-Zustand bezeichnet werden können (Zener-Effekt und Avalanche-Effekt). Der Zener-Effekt tritt auf, wenn eine niedrige Sperrspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, der aufgrund des Quanteneffekts leitet. Der Avalanche-Effekt (auch als Lawineneffekt bezeichnet) tritt auf, wenn eine Spannung über 5,5 V als Sperrspannung an den p-n-Übergang angelegt wird und das erzeugte Elektronen-Loch-Paar mit dem Kristallgitter kollidiert. Zener-Dioden auf Basis dieses Zener-Effekts werden häufig als Spannungsreferenzquellen in elektronischen Schaltungen eingesetzt.

Eine TVS-Diode wird durch einen speziell zum Überspannungsschutz ausgelegten p-n-Halbleiterübergang gebildet. Der p-n-Übergang weist zumeist eine Beschichtung auf, um vorzeitige Spannungsüberschläge in einem nicht-leitenden Zustand zu verhindern. Tritt eine transiente Überspannung auf, leitet die TVS-Diode diese unter Nutzung des Avalanche-Effekts zur Klemme ab. TVS-Dioden werden häufig zum Überspannungsschutz von Schaltungen in der Telekommunikation, in allgemeinen elektronischen Geräten sowie in digitaler Unterhaltungselektronik eingesetzt und gewährleisten dort den Schutz vor Blitzeinschlägen, ESD und anderen transienten Überspannungen.


SPA ist die Abkürzung von Silicon Protection Arrays. Bei diesen Silizium-Schutzarrays handelt es sich um Dioden mit integrierten p-n-Übergängen, SCRs oder anderen Silizium-Schutzstrukturen, die in Multi-Pin-Gehäusen untergebracht sind. SPAs können als integrierte Lösung für ESD-, Blitz- und EFT-Schutz in der Telekommunikation, in allgemeinen elektronischen Geräten und in digitaler Unterhaltungselektronik eingesetzt werden, wo mehrere Schutzmöglichkeiten gefordert sind. Beispielsweise können SPAs gleichzeitig zum ESD-Schutz für HDMI-, USB- und Ethernet-Anschlüsse genutzt werden.

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Oberflächenmontage – Standard- und Automobilanwendungen (AEC-Q) (200-600W)

Serie NEU SMF3.3 SMF SMAJ NEU SMF4L NEU TPSMF4L
(AEC-Q101)
P4SMA
Foto SMF3.3 SMF SMAJ SMF4L TPSMF4 P4SMA
Gehäusetyp SOD-123FL SOD-123 DO-214AC SOD-123FL SOD-123FL DO-214AC

Sperrspannung
3,3 5,0-54 5,0-440 5,0-85 5,0-85 5,8-495
Spitzenimpuls
Leistungsbereich
200 W 200 W 400 W 400 W 400 W 500 W
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Serie SACB TPSMA6L
(AEC-Q101)
SMA6L TPSMB
(AEC-Q101)
SMBJ P6SMB
Foto SACB TPSMA6L SMA6L TPSMB SMBJ P6SMB
Gehäusetyp DO-214AA DO-221AC DO-221AC DO-214AA DO-214AA DO-214AA

Sperrspannung
5,0-50 5,0-85 5,0-85 11,10-77,8 5,0-440 5,8-495
Spitzenimpuls
Leistungsbereich
500 W 600 W 600 W 600 W 600 W 600 W
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Oberflächenmontage – Standard- und Automobilanwendungen (AEC-Q) (1000-5000W)

Serie 1KSMB SMCJ TPSMC
AEC-Q101
1.5SMC TPSMD
AEC-Q101
SMDJ 5.0SMDJ
Foto 1KSMB SMCJ TPSMC 1.5SMC TPSMD SMDJ 5.0SMDJ
Gehäusetyp DO-214AA DO-214AB DO-214AB DO-214AB DO-214AB DO-214AB DO-214AB

Sperrspannung
5,8-136 5,0-440 10,2 - 77,8 5,8-492 10,0-43 5,0-170 12-170
unidirektional
12-45
bidirektional
Spitzenimpuls
Leistungsbereich
1000 W 1500 W 1500 W 1500 W 3000 W 3000 W 5000 W
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Axialbedrahtung – Standard- und Automobilanwendungen (AEC-Q) (400-5000W)

Serie P4KE SA SAC P6KE TP6KE
(AEC-Q101)
Foto P4KE SA SAC P6KE TP6KE
Gehäusetyp DO-41 DO-15 DO-15 DO-15 DO-204AC
Sperrspannung
5,8-495 5,0-180 5,0-50 5,8-512 11,1 - 77,8
Spitzenimpuls
Leistungsbereich
500 W 500 W 500 W 600 W 600 W
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Serie 1.5KE NEU TP1.5KE
(AEC-Q101)
LCE 3KP 5KP NEU TP5KP
(AEC-Q101)
Foto 1.5KE TP1.5KE LCE 3KP 5KP  TP5KP
Gehäusetyp DO-201 DO-201 DO-201 P600 P600 P600
Sperr-
spannung
5,8-495 10,2 - 40,2 6,5-90 5,0-220 5,0-250 11 - 60
Spitzenimpuls
Leistungsbereich
1500 W 1500 W 1500 W 3000 W 5000 W 5000 W
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Hochleistungs- und Automobiltechnik (AEC-Q)

Serie SLD NEU SLD8S
(AEC-Q101)
15KPA 20KPA 30KPA
Foto SLD SLD8S 15KPA 20KPA 30KPA
Gehäusetyp P600 SMTO-263 P600 P600 P600
Sperrspannung
10-24 12-57 17-280 20,0-300 28,0-288
Spitzenimpuls
Leistungsbereich
5000 W 7000 W 15.000 W 20.000 W 30.000 W
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Serie LTKAK6 LTKAK10 AK3 AK6 AK10 AK15
Foto LTKAK6 LTKAK10 AK3 AK6 AK10 AK15
Gehäusetyp SMTO-218 SMTO-218 Radialanschluss Radialanschluss Radialanschluss Radialanschluss
Sperrspannung
58-76 58-76 30-430 58-430 58-430 58-430
Impulsspitzenstrom
(8/20 μs)
6000 kA 10.000 kA 3000 kA 6000 kA 10.000 kA 15.000 kA
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