1500 WATT PEAK POWER TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSORS The part 15KE120A is a Transient Voltage Suppressor (TVS) diode manufactured by STMicroelectronics. It is designed to protect sensitive electronics from voltage transients induced by lightning, inductive load switching, and electrostatic discharge (ESD). Below are the key specifications:

- **Peak Pulse Power (10/1000μs):** 1500 W
- **Standoff Voltage (V_RWM):** 102 V
- **Breakdown Voltage (V_BR):** 113.4 V (min) to 125.4 V (max)
- **Clamping Voltage (V_C):** 164 V at 23.2 A
- **Maximum Reverse Leakage Current (I_R):** 1 µA at V_RWM
- **Operating Temperature Range:** -55°C to +175°C
- **Package:** DO-201AD (Axial Leaded)
- **Polarity:** Unidirectional
- **RoHS Compliance:** Yes

This TVS diode is suitable for applications such as telecommunications, industrial equipment, and automotive systems where robust transient voltage protection is required.

1500 WATT PEAK POWER TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSORS# 15KE120A TVS Diode Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 15KE120A is a unidirectional Transient Voltage Suppression (TVS) diode designed for high-speed transient voltage protection in electronic circuits. Typical applications include:

-  ESD Protection : Safeguarding sensitive ICs from electrostatic discharge events (IEC 61000-4-2)
-  Lightning/Surge Protection : Protecting communication interfaces and power lines from induced lightning surges
-  Inductive Load Switching : Suppressing voltage spikes from relay coils, motor windings, and solenoid valves
-  Automotive Load Dump : Protecting automotive electronics from voltage transients during alternator load dump conditions

### Industry Applications
-  Telecommunications : Protecting DSL modems, routers, and network interface cards from lightning-induced surges
-  Automotive Electronics : ECU protection, CAN bus interfaces, and power distribution systems
-  Industrial Control Systems : PLC I/O protection, motor drives, and sensor interfaces
-  Consumer Electronics : USB ports, HDMI interfaces, and power supply input protection
-  Medical Equipment : Patient monitoring systems and diagnostic equipment protection

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  Fast Response Time : <1.0 ps response to transient events
-  High Peak Pulse Power : 15,000W capability for 10/1000μs waveform
-  Low Clamping Voltage : Maximum 193V at 100A surge current
-  Robust Construction : DO-201 package provides excellent thermal performance
-  Wide Temperature Range : -55°C to +175°C operation

 Limitations: 
-  Unidirectional Operation : Only protects against positive voltage transients
-  Parasitic Capacitance : ~150pF typical may affect high-frequency signal integrity
-  Physical Size : DO-201 package requires significant PCB space
-  Limited to Voltage Spikes : Not suitable for sustained overvoltage conditions

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Incorrect Voltage Rating Selection 
-  Problem : Selecting TVS with standoff voltage too close to normal operating voltage
-  Solution : Ensure 15KE120A's 120V standoff voltage exceeds maximum normal operating voltage by 10-20%

 Pitfall 2: Poor Thermal Management 
-  Problem : Repeated surge events causing thermal runaway
-  Solution : Implement adequate PCB copper area for heat dissipation and consider derating for high-temperature environments

 Pitfall 3: Inadequate Current Handling 
-  Problem : Underestimating peak surge currents in application
-  Solution : Analyze worst-case surge scenarios and ensure 15KE120A's 100A peak pulse current rating meets requirements

### Compatibility Issues with Other Components

 Power Supply Compatibility: 
- Compatible with 48V-96V DC systems
- May require series resistors with low-impedance power sources to limit current

 Signal Line Considerations: 
- Parasitic capacitance (150pF) may affect high-speed data lines (>100MHz)
- For sensitive analog circuits, consider lower capacitance TVS alternatives

 System-Level Protection: 
- Works effectively with upstream fuses and circuit breakers
- Coordinate with MOVs or GDTs for multi-stage protection schemes

### PCB Layout Recommendations

 Placement: 
- Position as close as possible to protected port or connector
- Minimize trace length between TVS and protected component (<25mm)

 Routing: 
- Use wide, short traces to reduce parasitic inductance
- Maintain adequate creepage and clearance distances (≥2.5mm for 120V)

 Thermal Management: 
- Provide sufficient copper pour (≥2cm²) for heat dissipation
- Use thermal vias when mounting on multilayer boards