ESD（静电放电）保护二极管的选型核心在于 “因势利导” ：为正常信号提供“无阻力”通路，为异常ESD脉冲提供“低阻力”的泄放通路。选型过程就是围绕这一核心，匹配电路需求与二极管参数的过程。

一、明确被保护对象的基本参数

1、在查看任何TVS二极管手册之前，您必须清楚要保护什么。

通过查看电路原理图和芯片数据手册，明确被保护信号线在正常工作时的电压范围。比如常见的信号类型及对应的工作电压 ：USB 2.0 Data Lines: 3.3V，12V Power Rail: 12V，RS-232 Line: ±15V，24V Industrial I/O: 24V 。

2、信号速度/数据速率

高速信号需要低电容TVS，否则会导致信号完整性下降（边沿变缓、振铃）。通常可以查看接口标准（如USB、HDMI、Ethernet）或控制器芯片的数据手册来确定。以下大致给出一个范围：

高速接口 (>100 Mbps)： USB 2.0/3.0、 HDMI、Ethernet、MIPI、DisplayPort，所需电容通常 < 1.0 pF，甚至要求 < 0.5 pF。

中低速接口： I2C、SPI、UART、GPIO、USB 1.1，所需电容1 pF - 10 pF 通常可接受。

电源口：所需电容通常不敏感，可以选择几十pF甚至更高的TVS，以获得更高的功率处理能力。

3、ESD防护等级目标

根据产品最终应用的市场和行业要求（如汽车、医疗、工业、消费电子）来确定电路能通过何种ESD标准测试。

接触放电： ±4kV, ±6kV, ±8kV

空气放电： ±8kV, ±15kV

常见标准： IEC 61000-4-2（系统级）、HBM（人体模型）、MM（机器模型）。

最常见的是 IEC 61000-4-2：

二、关键参数计算与选型

基于以上第一步，我们明确了被保护对象的基本的一些信息，我们来计算和选择TVS二极管的参数。

1. 反向关断电压 (VRWM) - 最重要的参数

定义： TVS二极管的最大持续工作电压。在此电压下，二极管处于高阻态（关断），不会影响正常电路。

选型规则：VRWM ≥ 电路的最大正常工作电压。

计算与建议：

对于 3.3V 信号，选择 VRWM = 3.3V 或 5V 的TVS。

对于 12V 电源，选择 VRWM = 12V 或 15V 的TVS。

裕量设计： 通常选择比最大正常工作电压 高 10%-20% 的 VRWM，以提供安全裕度，防止电压波动导致TVS提前开启或漏电流增大。例如： 一个 5V 的电源轨有 10% 的纹波，最大电压可能到 5.5V。那么应选择 VRWM ≥ 5.5V，通常选择 6.0V 或 6.4V 的TVS。

2. 击穿电压 (VBR)

定义： TVS二极管开始显著导通的电压（此时流过的电流一般为1mA）。

与 VRWM 的关系： VBR 通常比 VRWM 高 10% 左右（标准为 5% 到 10%）。例如，一个 VRWM=5V 的TVS，其 VBR 通常在 5.5V 到 6.0V 之间。

选型注意： 确保 VBR 高于您系统的绝对最大电压，否则可能因噪声而误触发。

3. 钳位电压 (VC) - 核心保护参数

定义：在给定峰值脉冲电流（IPP）下，TVS两端的电压。这是ESD事件期间，被保护芯片实际会承受的电压。芯片的ESD耐受能力（如±2kV HBM）是固定的。需确保VC低于芯片能承受的最大电压，否则芯片会被损坏。

选型规则：

A、VC @ IPP ≤ 被保护芯片的最大耐受电压

B、确定测试等级。例如，IEC 61000-4-2 Level 4 (±8kV Contact) 的峰值电流 IPP 约为 30A（在8/20µs波形下等效）。

C、查看TVS数据手册中的钳位电压曲线图或表格，找到在 IPP = 30A 时对应的 VC 值。

确保这个 VC 值低于您后端芯片的绝对最大额定电压（并留有一定裕量）。关键一点是VC是动态阻抗的函数。越低越好，越低的 VC意味着更好的保护效果。 通常，TVS的动态阻抗越低，其VC也越低。

4. 峰值脉冲电流 (IPP)

定义： TVS能安全吸收而不损坏的最大瞬间电流。

选型规则：IPP ≥ 预期ESD脉冲的峰值电流

如何确定预期电流？ 参考ESD标准。例如：

IEC 61000-4-2 ±8kV Contact: 峰值电流 ~30A。

IEC 61000-4-2 ±15kV Air: 峰值电流 ~30A。

空气放电能量通过电弧耗散，实际注入DUT的电流与接触放电相当或更低。因此，选择一个 IPP > 30A（例如 40A, 50A）的TVS足以满足大多数应用。对于要求更高的工业或汽车应用，可以选择 IPP > 50A 甚至上百安培的型号。

5. 结电容 (Cj)

定义： TVS二极管在工作电压下的寄生电容。

选型规则：

高速信号线： Cj 必须 小于第一步中确定的容限值（如 0.5pF）。

电源线： Cj 通常不是问题，可以忽略。

权衡： 通常，IPP 越高（保护能力越强）的TVS，其 Cj 也越大。为高速接口选型时，需要在保护能力和信号完整性之间取得平衡。专门为高速接口设计的TVS通常采用低电容设计。

最后的重要提示：

1、布局是关键！ TVS必须尽可能靠近接口连接器放置。ESD脉冲路径（从连接器到TVS到地）的电感必须极小，否则长走线会产生高感应电压，使TVS失效。理想情况下，TVS应位于连接器引脚和受保护芯片之间。

2、使用短而宽的接地走线，并通过多个过孔连接到接地平面。

3、考虑双向 vs. 单向TVS：

单向TVS： 用于直流或正电压信号。

双向TVS： 用于交流信号或差分对（如USB D+/D-）。

4、对于多通道保护， 考虑集成多个TVS阵列的器件，以节省空间。