BI-DIRECTIONAL GLASS PASSIVATED JUNCTION TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR 1500 WATTS, 6.8 THRU 200 VOLTS The 15SMC120CA is a Transient Voltage Suppressor (TVS) diode manufactured by ON Semiconductor. It is designed to protect sensitive electronics from voltage transients and surges. Key specifications include:

- **Voltage - Reverse Standoff (Typ):** 120V
- **Voltage - Breakdown (Min):** 133V
- **Voltage - Clamping (Max) @ Ipp:** 193V
- **Current - Peak Pulse (10/1000µs):** 15A
- **Power - Peak Pulse:** 1500W
- **Operating Temperature:** -55°C to +150°C
- **Package / Case:** DO-214AB, SMC
- **Mounting Type:** Surface Mount
- **RoHS Status:** RoHS Compliant

This TVS diode is commonly used in applications such as telecommunications, industrial equipment, and automotive systems for surge protection.

BI-DIRECTIONAL GLASS PASSIVATED JUNCTION TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR 1500 WATTS, 6.8 THRU 200 VOLTS# Technical Documentation: 15SMC120CA Transient Voltage Suppressor (TVS)

 Manufacturer : ON Semiconductor  
 Component Type : 15kV Transient Voltage Suppressor Diode  
 Package : SMC (DO-214AB)

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 15SMC120CA is primarily deployed for robust transient voltage protection in demanding electronic systems. Typical applications include:

-  Industrial Automation : Protecting PLC I/O modules, motor drives, and sensor interfaces from voltage spikes induced by inductive load switching or ESD events
-  Telecommunications : Safeguarding base station equipment, DSL modems, and network interface cards against lightning-induced surges and power cross events
-  Automotive Electronics : Providing protection for CAN bus systems, ECU modules, and charging interfaces from load dump transients and ESD
-  Power Supplies : Secondary protection in switch-mode power supplies against voltage overshoot and inductive kickback
-  Medical Equipment : Protecting sensitive monitoring equipment and diagnostic devices from ESD and electrical fast transients

### Industry Applications
-  Industrial Control Systems : Used in factory automation where equipment is exposed to harsh electrical environments with frequent motor starts/stops
-  Telecom Infrastructure : Deployed in outdoor equipment cabinets susceptible to lightning-induced surges and power cross conditions
-  Automotive Systems : Essential in 12V/24V automotive systems for protection against load dump (up to 120V) and jump-start scenarios
-  Renewable Energy : Protection for solar inverter systems and wind turbine control electronics
-  Consumer Electronics : High-end audio/video equipment requiring robust ESD and surge protection

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High Surge Capability : Withstands 15kW peak pulse power (8/20μs waveform)
-  Fast Response Time : Typically <1.0ps reaction to transient events
-  Low Clamping Ratio : Provides effective voltage limiting at 171V maximum during surge conditions
-  Bidirectional Operation : Protects against both positive and negative voltage transients
-  High Temperature Operation : Reliable performance up to 150°C junction temperature

 Limitations: 
-  Standoff Voltage : 120V rating may be insufficient for systems operating near this threshold during normal operation
-  Capacitance : ~1500pF typical junction capacitance may affect high-frequency signal integrity
-  Physical Size : SMC package requires adequate PCB space compared to smaller alternatives
-  Leakage Current : Maximum 5μA at working voltage may be problematic in ultra-low power applications

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Inadequate Voltage Margin 
-  Problem : Designing with minimal margin between operating voltage and standoff voltage
-  Solution : Maintain at least 15-20% margin between maximum operating voltage and 120V standoff rating

 Pitfall 2: Thermal Management Neglect 
-  Problem : Overlooking heat dissipation during repeated surge events
-  Solution : Ensure sufficient copper area around SMC pads (minimum 2cm² per pad) for heat sinking

 Pitfall 3: Improper Placement 
-  Problem : Placing TVS too far from protected circuitry
-  Solution : Position within 2.5cm of connector or protected IC, using shortest possible trace lengths

 Pitfall 4: Grounding Issues 
-  Problem : Shared ground return paths causing voltage bounce
-  Solution : Implement star grounding with dedicated return path to system ground

### Compatibility Issues with Other Components

 With Microcontrollers/Digital ICs: 
- Ensure clamping voltage (171V max) doesn't exceed protected IC absolute maximum ratings
- Consider additional series resistance for current limiting during sustained overvoltage

 With Communication Interfaces: 
- High capacitance may distort

BI-DIRECTIONAL GLASS PASSIVATED JUNCTION TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR 1500 WATTS, 6.8 THRU 200 VOLTS The part 15SMC120CA is a Transient Voltage Suppressor (TVS) Diode manufactured by Vishay. It is designed to protect sensitive electronics from voltage transients and surges. The key specifications for the 15SMC120CA are as follows:

- **Peak Pulse Power (10/1000μs):** 1500 W
- **Standoff Voltage (V_RWM):** 102.6 V
- **Breakdown Voltage (V_BR):** 114 V (min) to 126 V (max)
- **Clamping Voltage (V_C):** 164 V at 12.2 A
- **Maximum Reverse Leakage Current (I_R):** 1 µA at V_RWM
- **Operating Temperature Range:** -55°C to +175°C
- **Package:** DO-214AB (SMC)

This TVS diode is commonly used in applications such as telecommunications, automotive, and industrial systems for surge protection.

BI-DIRECTIONAL GLASS PASSIVATED JUNCTION TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR 1500 WATTS, 6.8 THRU 200 VOLTS# Technical Documentation: 15SMC120CA Transient Voltage Suppressor (TVS)

 Manufacturer : VISHAY  
 Component Type : 15kW SMC Series Transient Voltage Suppressor Diode

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 15SMC120CA is primarily employed for robust transient voltage protection in high-energy environments. Typical applications include:

-  Surge Protection : Safeguarding sensitive electronic circuits against voltage transients from lightning strikes, inductive load switching, and electrostatic discharge (ESD)
-  Power Supply Protection : Installed across AC/DC power inputs to clamp voltage spikes and prevent damage to downstream components
-  Telecommunications Equipment : Protecting data lines and communication interfaces from induced surges
-  Industrial Control Systems : Shielding PLCs, motor drives, and sensors from voltage transients in electrically noisy environments

### Industry Applications
-  Automotive Electronics : Battery management systems, charging stations, and onboard electronics protection
-  Renewable Energy Systems : Solar inverters, wind turbine controllers, and power conditioning units
-  Medical Equipment : Critical care devices, diagnostic instruments, and patient monitoring systems
-  Industrial Automation : Motor drives, robotics, and process control systems
-  Telecommunications : Base station equipment, network switches, and transmission systems

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High Power Handling : 15,000W peak pulse power capability (10/1000μs waveform)
-  Fast Response Time : Typically <1.0 picosecond reaction to transient events
-  Low Clamping Ratio : Provides effective voltage limiting during surge events
-  Robust Construction : SMC (Surface Mount Ceramic) package offers excellent thermal performance
-  Bidirectional Protection : Suitable for AC and bidirectional DC applications

 Limitations: 
-  Physical Size : SMC package (10.3mm × 9.1mm) requires significant board space
-  Thermal Management : High-energy dissipation necessitates proper heat sinking considerations
-  Voltage Margin : Requires careful selection to ensure normal operation voltage doesn't approach breakdown threshold
-  Cost Consideration : Higher cost compared to lower-power TVS devices

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Incorrect Voltage Rating Selection 
-  Problem : Choosing a device with too low breakdown voltage causing false triggering
-  Solution : Select device with working peak reverse voltage (V_{RWM}) at least 15-20% above maximum normal operating voltage

 Pitfall 2: Inadequate Current Handling 
-  Problem : Underestimating surge current requirements leading to device failure
-  Solution : Calculate maximum expected surge current and ensure device I_{PP} rating exceeds this value with sufficient margin

 Pitfall 3: Poor Thermal Management 
-  Problem : Overheating during repeated surge events causing premature failure
-  Solution : Implement proper thermal vias, copper pours, and consider additional heat sinking if necessary

### Compatibility Issues with Other Components

 Protection Coordination: 
- Ensure proper coordination with fuses and circuit breakers to prevent nuisance tripping
- Consider interaction with varistors or other protection devices in multi-stage protection schemes

 Signal Integrity: 
- Parasitic capacitance (typically 1500-2500pF) may affect high-frequency signal lines
- For high-speed data lines, consider lower capacitance TVS alternatives

### PCB Layout Recommendations

 Placement: 
- Position as close as possible to the point of entry for transients (connectors, power inputs)
- Minimize trace length between protected line and TVS device

 Routing: 
- Use wide, short traces to reduce inductance and improve surge handling capability
- Implement ground planes directly beneath the device for optimal thermal performance

 Thermal Management: 
- Utilize multiple thermal vias