TVS（瞬變電壓抑制二極管）在美國應用十分廣泛，特別是在軍事電子裝備中非常重視，美國軍標不但出牌了不少TVS器件的標準，同時在線路應用方面也有軍標。
TVS在國內正處於推廣應用階段，為了加深電路設計人員對TVS的認識，提高國產整機的可靠性，現將美國軍標中部分資料整理成文，推薦給廣大電路設計人員參考使用。
一、TVS在微機中的應用實例
一個典型的微機系統，通過電源線、輸入線、輸出線進入的各種干擾或瞬變電壓，可能使微機誤動作出故障，特別是來自開關電源，微機近旁的電動機的開與關、交流電源電壓的浪湧和瞬變、靜電放電等場合都可能使系統產生誤動作，嚴重時還可能損壞器件。將瞬變電壓抑制二極管接到微機的電源線輸入和輸出線上，可防止瞬變電壓進入“微機”總線，加強微機對外界干擾的抵抗能力，保證微機正常工作，提高其應用可靠性。使用TVS管的量是很多的。
圖給出了一個微機電源採用TVS作線路保護的原理圖，由圖可見：
1、在進線的220V~處加TVS管抑制220V~交流電網中尖峰干擾。
2、在變壓器進線加上干擾濾波器，濾除小尖峰干擾。
3、在變壓輸出端V~=20V處又加上TVS管，再一次抑制干擾。
4、到了直流10V輸出時還加上TVS管抑制干擾。
其中：
雙向TVS管D1的VRWM=220V~×1.4=308V左右
雙向TVS管D2的VRWM=20V~×1.4=28V左右
單向TVS管D3的VRWM=10V~×1.2=12V左右
經過如上四次抑制，變成所謂的“淨化電源”，還可以加上其它措施，更有效地抑制干擾，防止干擾進入計算機的CPU及存貯器中，從而提高微機系統的應用可靠性。
從失效統計概率可知：微機系統產生100次故障，其中90次來自電源，10次是微機本身，可見電源的可靠性最重要，要提高整機可靠性，首先應提高電源的可靠性。
交流電路應用：
流線路採用單向瞬變電壓抑制二極管，交流則必須採用雙向瞬變電壓抑制二極管。交流是電網電壓，這裡產生的瞬變電壓是隨機的，有時還遇到雷擊（雷電感應產生的瞬變電壓）所以很難定量估算出瞬時脈衝功率PPR。但是對最大反向工作電壓必須有正確的選取。一般原則是交流電壓乘1.4倍來選取TVS管的最大反向工作電壓。直流電壓則按1.1-1.2倍來選取TVS管的最在反向工作電壓VRWM。
二、TVS管保護開關電源實例
對開關電源設計師來講，必須對影響開頭電源的三種瞬變類型進行保護：
1、由負載變化引起的瞬變電壓（電感負載）；
2、由電源線引入的瞬變電壓；
3、由開關電源內部發生的瞬變電壓。
電源中需要保護的典型元器件有：
1、高反壓開關晶體管（VMOS管）
2、高壓整流器（高壓流整流二極管）
3、輸出整流器（輸出大電流整流二極管）
4、內部控制電路（脈寬調製器等）
典型開關電源中應用TVS的實例中共有八個TVS管，各自保護自已的對象，當然八個TVS管的特性也不同，從“擊穿電壓”、“最大脈衝峰值功率”、“脈衝峰值電流”到“箝位電壓”等都有區別。
國外應用TVS是非常普遍的，而且數量也是很多的，可見TVS對提高整機應用可靠性是至關重要的。
三、TVS保護直流穩壓電源實例
一個直流穩壓電源，並有擴大電流輸出的晶體管，在其穩壓輸出端加上瞬變電壓抑制二極管，可以保護使用該電源的儀器設備，同時還可以吸收電路中晶體管的集電極到發射極間的峰值電壓，保護晶體管。建設在每個穩壓源輸出端增加一個TVS管，可大幅度提高整機應用可靠性。
TVS用於直流電路，上圖所示TVS並聯於輸出端，可有效地保護控制系統。TVS的反向工作電壓應等於或略高於直流供電電壓，其它參數根據電路的具體條件而定。
上圖所示為兩個單向TVS連接在電源線路中，用以防止直流電源反接或電源通、斷時產生的瞬時脈衝使集成電路損壞。當電路連接有感性負載，如電機、斷電器線圈、螺線管時，會產生很高的瞬時脈衝電壓。
直流電中選用：
整機直流工作電壓12V，最大允許安全電壓25V（峰值），浪湧源的阻抗50MΩ，其干擾波形為方波，TP=1MS，最大峰值電流50A。
選擇：
1、先從工作電壓12V選取最大反向工作電壓VRWM為13V，則擊穿電壓V（BR）= =15.3V；
2、從擊穿電壓值選取最大箝位電壓VC（MAX）=1.30×V(BR)=19.89V，取VC=20V；
3、再從箝位電壓VC和最在峰值電流IP計算出方波脈衝功率：PPR=VC×IP=20×50=1000W
4、計算摺合為TP=1MS指數波的峰值功率，摺合係數K1=1.4，PPR=1000W÷1.4=715W
從手冊中可查到1N6147A其中PPR=1500W，變位電壓VRWM=12.2V，擊穿電壓V（BR）=15.2V，最大箝位電壓VC=22.3V，最大浪湧電流IP=67.3A。可滿足上述設計要求，而且留有一倍的餘量，不論方波還是指數波都適用。
四、TVS保護晶體管實例
各種瞬變電壓能使晶體管EB結或CE結擊穿而損壞，特別是晶體管集電極有電感性（線圈、變壓器、電動機）負載時，會產生高壓反電勢，往往使晶體管損壞。建設採用TVS管作為保護器。
圖中的TVS可以保護晶體管及邏輯電路，從而省去了較複雜的電阻/電容保護網絡。
五、TVS保護集成電路實例
由於集成電路集成度越來越高，其耐壓越來越低，容易受到瞬變電壓的衝擊而損壞，必須採取保護措施。例如CMOS電路在其輸入端及輸出端都有保護網路，為了更可靠起見，在各整機對外接口處還增加各種保護網絡。
六、TVS保護可控硅實例
可控硅可能誤觸發導致誤動作，可控硅控制極電流不能太大，電壓不能過高，必須採用各種保護措施。
七、TVS保護繼電器實例
繼電器有驅動線圈，當用大功率晶體管驅動時，應採取保護措施。繼電器的觸點往往用大電流去開關電動機等大電流電感負載，而電感在開關時有很高的反電勢，而且有較大的能量，往往把觸點燒壞或擊穿產生電弧等，必須對觸點採取保護，抑制電弧的產生，以保護繼電器。但是這種電弧產生的浪湧電流很大，過去採用電容或者用電容串聯電阻、二極管、二極管串聯電阻等抑制方案，現在採用瞬變電壓抑制二極管方案效果更好。
美國軍標舉例說明TVS管的選取方法：
已知：TVS管的箝位電壓VC，負載電感L和電阻RL
計算步驟：
先得出最大峰值電流IP
再求最大脈衝峰值功率PPR = IP × VC
最後得脈衝時間TP
瞬變電壓抑制二極管的脈衝峰值功率與持續時間有一定關係，否則會燒壞TVS管。
八、TVS保護集成運放
集成運放對外界電應力非常敏感，在使用運放的過程中，如果因操作失誤或採取了不正常的工作條件，出現了過大的電壓或電流，特別是浪湧和靜電脈衝，就很容易使運放受損或換效。在運放差模輸入端採取的過壓損傷保護方法。積分電路中，如果電容充放電到高電位，然後切斷電源電壓，就會在輸入端產生瞬態電壓，交出現大的放電電流，導致運放受損。如果電容值較大（如大於0.1μF），這種效應將會十分顯著。採用簡單的保護電路，就能有效地防止差模電壓過大，導致運放內部的電路失效。
九、TVS抑制電磁脈衝干擾實例
美國哈里期公司對電子元器件抗輻射的論文中，談及核爆炸引發強大的電磁脈衝，這種電脈衝在導線中引起感應電壓，如果感應電壓超過器件的擊穿電壓，就可能使元器件擊穿失效，特別長線傳輸時，更能感應而產生較高的電壓。
用瞬變電壓抑制二極管並聯在信號線及電源線上，可以吸收電磁脈衝引起的感應電壓，保證系統的可靠性，避免輻射損壞元器件。
十、用TVS防止感應雷電損壞微機系統實例
某國內計算機中上瞬變電壓抑制器，提高了應用可靠性，受到用戶好評。
南方打雷很多，雷電感應電壓常常把計算機網中的部分計算機的集成電路擊穿。每年有不少聯網計算機因雷擊而損壞，原因是分機與主機這間有200米以上的電纜，電纜中因雷電感應產生瞬態高壓把計算機中的元器件擊穿而損壞，產生較大的損失，在微機中加裝很多瞬變電壓抑制二級管後不再損壞。實踐說明瞬變電壓抑制二極管很實用，能提高整機應用可靠性，會產生較大的經濟效益。
還有很多應用，例如對VMOS大功率三極管，在柵極與源機之間中上瞬變電壓抑制二極管，可以防止柵極擊穿,提高VMOS功率管的應用可靠性。
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