SMAJ6.0CA瞬态抑制二极管应用领域电路设计及数据手册

SMAJ6.0CA 是一个由专业标准命名的TVS二极管。
- SMAJ：表示封装为SMA/DO-214AC，是一种表面贴装封装，功率等级为400W（10/1000μs脉冲波形）。
- 6.0：表示其反向断态电压（Stand-off Voltage） 为6.0V。这是它在电路正常工作时最大可承受的直流电压，在此电压下TVS呈现高阻态，对电路影响极小。
- C：表示它是一个双向TVS二极管。
关键参数解读：
- 工作电压： 对于微处理器、IC等，建议电路的工作电压 Vop 应小于 Vrwm。对于6.0V的TVS，适用于 5V 电路系统。
- 击穿电压： 通常在6.67V ~ 7.37V之间（根据数据手册具体型号）。
- 钳位电压： 当承受规定的峰值脉冲电流（如SMAJ系列通常为 Ipp = 12.4A）时，TVS两端的最大电压。对于SMAJ6.0CA，这个值通常在 9.8V 左右。这是保护后级电路的关键参数，它必须低于被保护IC的最大可承受电压。
- 双向特性： 意味着它可以抑制来自正、负两个方向的过压脉冲。其I-V特性曲线关于原点对称。

SMAJ6.0CA凭借其5V系统兼容性和双向保护能力，广泛应用于以下领域：

通信接口保护
- RS-232 / RS-485 / RS-422 接口： 这些长线通信接口极易因静电、感应雷击或设备热插拔引入浪涌电压。将SMAJ6.0CA放置在接口连接器之后，可以有效钳位浪涌，保护主控芯片的UART引脚。
- CAN总线： 在汽车电子或工业控制中，CAN总线（通常为5V或3.3V电平）需要 robust 的保护。SMAJ6.0CA可以用于保护CANH和CANL线路，防止因电源波动或负载突降产生的瞬态过压。
微控制器/微处理器 I/O 端口保护
- 任何连接到外部的MCU引脚，如按键输入、传感器输入、控制输出等，都可能因人体静电放电而损坏。SMAJ6.0CA可以为这些I/O口提供廉价的ESD和浪涌保护。
电源总线保护
- 5V 直流电源线： 用于保护由外部适配器或内部DC-DC转换器供电的5V电路。它可以抑制由于电源波动、电机反转、继电器断开等引起的电压尖峰。
汽车电子
- 符合汽车级标准的TVS常用于保护车载娱乐系统、车身控制模块等，抵御“负载突降”等严酷的瞬态事件。SMAJ6.0CA可以用于保护车内5V子系统。
消费电子与工业控制
- 任何存在外部连接或可能遭受ESD、EFT（电快速瞬变脉冲群）的5V设备，如智能家居设备、工控板卡、测量仪器等。

1. 单向电源线保护（使用双向TVS）

对于直流电源，虽然使用双向TVS，但其工作原理与单向类似，因为它会对正负过压都起作用。

说明： TVS并联在电源和地之间。当正常5V工作时，TVS截止。当有超过击穿电压的正向浪涌或低于-0.7V的反向浪涌时，TVS迅速导通，将大电流泄放到地，并将电源线电压钳位在安全水平。

2. 差分数据线保护（如 RS-485）

这是双向TVS的典型应用。

3. 差分数据线保护（更优方案 - 使用单个双向TVS）

对于像RS-485这样的平衡差分线路，更优的方案是使用一个双向TVS直接跨接在两条信号线之间。

说明：
- 差模保护： TVS直接并联在A、B线之间。当A、B之间出现超过其 Vrwm 的差模浪涌（例如由于感应雷击）时，TVS被击穿，将A-B间的电压钳位在一个安全值（如±9.8V），从而保护收发器芯片的差分输入端口。
- 共模保护： 虽然图中TVS没有直接接地，但收发器芯片的内部通常有参考地的结构，瞬态电流会通过芯片内部的路径释放。为了增强共模保护，有时会在此方案基础上，再为A和B线各增加一个对地的TVS（方案2与方案3结合），形成全面的保护网络。

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