¿Qué es un diodo de supresión de voltaje transitorio?

Un diodo de supresión de voltaje transitorio, también conocido como TVS, es un dispositivo eléctrico diseñado para derivar o desviar los picos de voltaje de un circuito para protegerlo. Los componentes electrónicos del diodo TVS también son útiles para proteger los circuitos de descargas electrostáticas (ESD). La descarga electrostática ocurre cuando alguien hace contacto físico o casi con un circuito que tiene un potencial eléctrico diferente, y puede destruir o dañar componentes eléctricos sensibles. Por esta razón, el hardware de la computadora y otros componentes electrónicos valiosos deben pasar las pruebas de ESD para poder soportar cierto nivel de descarga electrostática antes de que puedan venderse. El diodo de supresión de voltaje transitorio es una parte importante de este esquema de protección.

Dos tipos comunes de diodos de protección de circuitos a menudo se usan en aplicaciones de TVS. Son el diodo de avalancha de silicio (SAD) y el diodo Zener. Cuando el voltaje en un circuito excede un nivel de ruptura cuando alcanza un diodo TVS, el diodo conduce el voltaje de regreso en una dirección inversa. Tanto el diodo SAD como el Zener funcionan de esta manera. Donde difieren es en los cambios de temperatura que experimentan al invertir el voltaje, lo que puede ser importante en los circuitos donde el momento de las fluctuaciones de temperatura es crítico. Los diodos Zener ven un aumento de temperatura a medida que disminuye la resistencia de voltaje y los SAD tienen un aumento de temperatura a medida que aumenta la resistencia de voltaje.

El diodo de supresión de voltaje transitorio que se usa con mayor frecuencia en circuitos sensibles como cámaras, teléfonos celulares y dispositivos de computadora de mano es el diseño SAD. Están cableados en direcciones opuestas en serie en el circuito para que puedan proteger contra sobretensiones positivas y negativas. Por lo general, ofrecen un voltaje de separación inverso donde activan cinco voltios y un voltaje de ruptura donde desvían la corriente del circuito de 10 voltios, ambos en corriente continua (CC).

Dado que un diodo de supresión de voltaje transitorio convierte la resistencia de pico de voltaje en calor, su tamaño físico determina la cantidad de voltaje que puede suprimir. Un pequeño diodo de supresión de voltaje transitorio podría ser destruido por un pico de voltaje máximo y aún dejar el circuito funcional pero sin protección. Los picos de voltaje potenciales más grandes, por lo tanto, requieren componentes TVS más grandes.

El diodo TVS también tiene que colocarse en el circuito donde entra primero la señal o la corriente eléctrica, de lo contrario no protegería los elementos del circuito aguas arriba de su ubicación. Otra función de un diodo TVS es que se conecta a lo que se llama voltaje de sujeción, que es el voltaje máximo que permitirá pasar. Este nivel de voltaje está por debajo de cualquier voltaje pico que el circuito sea capaz de manejar sin sufrir daños, y ofrece un margen de seguridad adicional para proteger el circuito.