SMBJ11A 是一种非常常见的单向 TVS 二极管，其关键参数如下：

  • 击穿电压 Vbr： 12.2V - 13.5V（典型值 12.8V）
  • 钳位电压 Vc： 在特定的测试脉冲电流 Ip（如 18.2A）下，典型值约 19.9V
  • 峰值脉冲功率： 600W（SMB封装标准）
  • 工作方向： 单向（仅保护一个极性，类似稳压二极管）

这意味着它非常适合用于保护工作电压在 12V 左右或以下 的电路。

一、主要应用领域

SMBJ11A 广泛应用于需要防止过压瞬态脉冲的电子设备中，特别是那些由直流电源供电或存在感性负载的场合。

  1. 汽车电子：
    • 12V 电源总线保护： 保护车载信息娱乐系统、仪表盘、ECU（发动机控制单元）传感器接口等免受负载突降、抛负载、感性负载开关（如继电器、电机）引起的瞬态电压冲击。
    • CAN/LIN 总线保护： 保护通信线路免受静电放电和电快速瞬变脉冲群的干扰。
  2. 工业控制与自动化：
    • PLC I/O 端口保护： 保护数字量/模拟量输入输出通道，防止外部继电器、电磁阀、电机等感性负载产生的反电动势损坏控制板。
    • 传感器接口保护： 保护压力、温度、流量等传感器信号线免受感应雷击、开关噪声等干扰。
    • 24V 系统保护： 在 24V 系统中，SMBJ11A 常用于保护较低电压的 IC（如 5V、3.3V 的 MCU）的输入端口，通常需要与电阻分压或其它保护器件配合使用。
  3. 消费电子与电源适配器：
    • 直流电源输入口保护： 保护由外部 12V 适配器供电的设备（如路由器、监控摄像头、LED 驱动器）免受电源适配器插拔、雷击感应浪涌的损害。
    • 接口保护： 保护 USB、RS-232/485 等通信接口的数据线（通常需选用更低电压的 TVS，但电源引脚可能用到 SMBJ11A）。
  4. 通信设备：
    • 基站/路由器电源模块： 保护二次侧直流输出电路（如 12V 转 3.3V 的 DCDC 前端）。

二、典型电路设计方案

TVS 的设计核心原则是：在正常工作时处于高阻状态，不影响电路；当出现过压瞬态时，迅速变为低阻状态，将电压钳位在安全值，并将大电流泄放到地。

方案 1：直流电源输入端口保护（最典型应用）

这是 SMBJ11A 最常用、最简单的应用场景。

元件说明与设计要点：

  1. TVS (D1)： SMBJ11A。
    • 极性连接： 对于单向 TVS，阴极（有标记的一端）接正电源线，阳极接 GND。
    • 布局： 必须尽可能靠近电源输入端或连接器，引线要短而粗，以降低寄生电感，确保快速响应。
  2. 保险丝 (F1)：至关重要！
    • 作用： 当瞬态能量过大或持续过压导致 TVS 发生雪崩击穿并可能转为短路失效时，保险丝会熔断，切断主通路，防止 TVS 过热起火或电路持续受损。
    • 选型： 选择额定电流略高于电路最大工作电流的慢断型保险丝。
  3. 滤波元件 (L1, C1, C2)：
    • 电感/磁珠 L1： 与 TVS 配合形成“π型”滤波。它既能抑制外部噪声传入，也能延缓高压瞬态的前沿，给 TVS 反应提供缓冲。同时，它能限制从电源侧流入 TVS 的瞬间电流。
    • 电容 C1, C2： 提供储能和去耦。C1（10-100uF）滤低频，C2（0.1-1uF）滤高频。它们也为 TVS 钳位期间提供局部能量来源，减轻 TVS 压力。

方案 2：感性负载（继电器、电机线圈）反电动势保护

当驱动感性负载时，关断瞬间会产生极高的反电动势（V=−LdidtV=−Ldtdi​），可能击穿驱动开关管（MOSFET/晶体管）。

设计要点：

  • TVS (D1) 放置： 直接并联在感性负载两端。
  • 工作原理： 当 MOSFET Q1 关断时，线圈电流不能突变，会通过 D1 形成续流回路。反电动势被 TVS 钳位在其钳位电压 Vc（约 19.9V）以下，保护了 MOSFET 的漏源极不被高压击穿。
  • 选型考虑： 线圈的存储能量 E=12LI2E=21​LI2 必须小于 TVS 的单次脉冲峰值功率承受能力。对于频繁开关的负载，需要考虑平均功率。

方案 3：信号线/通信线保护（配合 GDT/电阻）

对于暴露于严苛环境（如户外、长线传输）的信号线，常采用多级保护。

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外部接口 → [GDT 气体放电管] → [串联电阻 R_s] → [TVS SMBJ11A] → [被保护 IC]
                                   ↗
                                  GND

设计要点：

  • GDT（气体放电管）： 作为第一级粗保护，承受高能量雷击浪涌，但响应慢（纳秒级），残压高。
  • 串联电阻 R_s： 限制从 GDT 到 TVS 的电流，分担能量。
  • TVS（SMBJ11A）： 作为第二级精保护，响应极快（皮秒级），将电压最终钳位在 IC 可安全承受的水平。
  • 注意： SMBJ11A的钳位电压对于很多信号IC（如3.3V CMOS）来说仍然过高。在此方案中，它更常用于保护接口芯片的电源引脚。信号线本身应选用 SMBJ3.3A、SMBJ5.0A 等低压TVS。

三、PCB 布局关键要求

  1. 最短路径原则： TVS 的接地路径必须极短且宽。使用大面积铺地并就近打地孔，以最小化接地电感。
  2. 功率环路最小化： 瞬态电流流经的路径（如“输入正 → TVS阴极 → TVS阳极 → GND”）形成的环路面积应最小化，以减少辐射噪声和环路电感。
  3. 先保护后用电： TVS 应位于保护区域的最前端，瞬态能量应先被 TVS 泄放，再进入后续电路。

四、选型验证清单

在设计完成后，务必确认以下事项：

  1. 工作电压匹配： 电路的最大稳态工作电压 VCCmaxVCCmax​ < TVS 的 反向关断电压 VrwmVrwm​ (对于 SMBJ11A，Vrwm=11VVrwm​=11V )。
  2. 钳位安全裕量： TVS 在最大瞬态电流下的 最大钳位电压 VcmaxVcmax​ < 被保护电路或元器件的 最大耐受电压（通常留有 20% 以上裕量）。
  3. 能量耐受能力： 预估的瞬态脉冲能量或峰值功率小于 TVS 的额定值。对于重复性脉冲，需考虑平均功率降额。
  4. 布局合理性： 检查 PCB 上 TVS 的摆放和走线是否符合“最短路径”原则。

通过以上方案和注意事项，您可以有效地将 SMBJ11A TVS 二极管集成到您的电路中，为关键部件提供可靠的过压瞬态保护。

电性参数

封装尺寸

数据手册

SMBJ11A 瞬态抑制二极管 数据手册下载

SMBJ11A应用领域电路设计及数据手册系列产品采用 DO-214AA(SMB) 封装，每卷3,000个，如需了解产品详情，请访问https://semiwell.com/product-general-tvs/smbj11a/； 现提供样品，您可向全球各地矽门微Semiwell的授权经销商索取样品。

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