稳压二极管与TVS二极管的原理解析

        在电子电路的保护与稳压领域，稳压二极管和 TVS 二极管是两类功能各异却同样关键的器件，它们基于半导体 PN 结的特性实现各自的功能，却在应用场景中有着明确的区分。

一、稳压二极管的工作原理

        稳压二极管的核心功能源于PN 结的反向击穿特性。当 PN 结处于反向偏置状态时，若反向电压较低，仅有微弱的反向漏电流通过，此时二极管呈现高阻态；当反向电压升高至稳压值时，PN 结发生击穿，反向电流急剧增大，但击穿电压却能保持基本稳定，这种 “电压不变、电流可变” 的特性正是其稳压功能的基础。

        在电路中，稳压二极管通常与负载并联，并通过串联限流电阻控制反向电流在合理范围内。例如在阻容降压电路中，1N4742A 稳压二极管（稳压值 12V、功率 1W）通过反向击穿将输出电压稳定在 12V，即使输入电压或负载电流出现波动，其两端电压仍能保持恒定。此外，稳压二极管可通过串联组合获得更高的稳压值，比如两只 12V 稳压管串联可实现 24V 稳压输出，灵活满足不同电路需求。

图示为新邦微稳压二极管ZM4733

二、TVS 二极管的工作原理

        TVS 瞬态抑制二极管的设计初衷是应对瞬时高能冲击，其工作原理基于雪崩击穿效应的快速响应特性。与稳压二极管不同，TVS 管的核心优势在于亚纳秒级的响应速度，能在极短时间内吸收瞬态能量。

        当电路中出现瞬时过电压（如静电放电、雷击浪涌）时，TVS 管两端电压超过其击穿电压（VBR）的瞬间，PN 结迅速发生雪崩击穿，电阻从高阻态（正常工作时）骤降至低阻态，为瞬态电流提供超低阻抗通路。同时，TVS 管会将电压钳位在特定值（VC），确保后续电路免受过高电压冲击。待瞬态过电压消失后，TVS 管自动恢复高阻态，不影响电路正常工作。

        从极性来看，单向 TVS 管的正向特性与普通二极管一致，反向具有雪崩击穿功能，适用于直流电路，接入时需保证其负极与被保护电路的高电位端相连；双向 TVS 管则无极性之分，可视为两只单向 TVS 管反向串联，能应对交流电路或正负双向的瞬态过电压，在交流电源接口、信号线路中应用广泛。

        TVS 管的核心参数聚焦于瞬态防护能力：最大钳位电压（VC） 需低于被保护器件的耐压值；峰值脉冲功耗（PP） 决定了其能吸收的瞬态能量大小；结电容（C） 则影响高频信号电路的传输性能，如 USB 3.0 接口需选用低电容 TVS 管以避免信号衰减。

图示为新邦微TVS贴片二极管SMAJ15CA

三、两类器件的本质区别

        尽管均基于 PN 结击穿特性，两者的设计目标截然不同：稳压二极管追求长期稳定的电压输出，工作在持续反向击穿状态，注重稳压值的精度与长期可靠性；TVS 二极管则专注于瞬时能量吸收，平时处于截止状态，仅在瞬态过电压出现时瞬间响应，强调响应速度与瞬态功率承受能力。这种差异使得稳压二极管成为稳压电路的核心，而 TVS 管则是电路的 “防雷卫士”，共同保障电子设备的稳定与安全。