TVSダイオード（ESD保護デバイス）3章「TVSダイオードとは？」

TVSダイオードの主な役割は、機器内部に侵入したESDをグランドへ逃がすことです。TVSダイオードがない場合、外部インターフェースから侵入した数千VのESDは内部のICに直接印加されます。

それに対して外部インターフェースとICの間にTVSダイオードを設置している場合は、TVSダイオードを介してグランドと導通するため、ESDを逃がすことができます。通常時のICが駆動している電圧（数V）ではグランドと絶縁しているため、データ通信を妨げることはありません。数十から数千V印加時には導通し、数V印加時には絶縁していることがTVSダイオードに必要な機能です。

下のグラフは、TVSダイオードの有無によるIC側の電圧の違いを示したものです。ここではコンデンサ（キャパシタ）と内部抵抗を内蔵したESDガンを用いて8 kVのESDを印加し、デバイス通過後の電圧値をオシロスコープで測定しています。グラフの波形から、TVSダイオードがあることでIC側に加わる電圧が大幅に抑制できていることが分かります。

TVSダイオードはツェナーダイオードの一種です。
定電圧ダイオードとTVSダイオードとの違いは、定電圧ダイオードが電圧を安定させるために使用するのに対し、TVSダイオードはESDのような過渡電圧を防ぐために使用されるといった特性があります。
またTVSダイオードには以下赤枠の項目でESDに関するスペックの記載がありますが、定電圧ダイオードには記載がありません。

バリスタ、サプレッサ、TVSダイオードの違いについて、それぞれの項目で比較した内容が以下になります。

バリスタは電源ポートやデータラインに多く用いられます。高容量品は高い放電特性に優れている反面、0.5pF以下の低用量が難しく、出力の大きいRFポートには使用できないといったデメリットがあります。

サプレッサはWi-fi®、Bluetooth®などの出力の大きいRFポート、データラインで使用されます。静電容量が0.1pF以下と非常に小さいため高速信号ラインに適しています。
一方で、低電圧で放電しないというデメリットがあります。

TVSダイオードは、電源ポート、USBなどのデータライン、NFCのような出力電力が低いRFポート、受信のみのGPSのRFポート等のESD保護で使用されます。
サプレッサのように出力の大きいRFポートには使えませんが、高い放電特性のためESDが侵入した際の反応時間が早いという点が大きなメリットです。

この動画ではTVSダイオードが必要な理由、使い方、ムラタのTVSダイオードの特長についてご確認いただけます。

ムラタのTVSダイオードは、高い静電気抑圧性能を有しております。DCから高速伝送まで対応する製品や、基板面積削減に貢献する小型サイズの製品も提供しています。