TVS管与稳压管的反向击穿工作原理核心区别

作者:cambrain     发布时间:2026-02-05     点击数:1    

二者虽均利用PN结反向齐纳/雪崩击穿,但设计目标、击穿区工作状态、参数侧重、电路工况完全不同,原理差异直接决定应用场景。

一、基础击穿机理的共性

均为PN结反向偏置时,电压达到击穿阈值后:

1.齐纳击穿:低击穿电压(<5V),重掺杂PN结的隧道效应;

2.雪崩击穿:高击穿电压(>6V),强电场下载流子碰撞电离倍增。

击穿后电流急剧增大、电压基本恒定,这是二者的共同物理基础。

二、核心工作原理差异

1. 工作稳态与目的不同

稳压管(齐纳二极管)

 工作在持续稳态反向击穿区,核心原理是利用击穿区的恒压特性实现直流/低频稳压。

 要求长期稳定工作在击穿电流区间,维持输出电压恒定,耐受连续功率损耗。

TVS瞬态抑制二极管

 工作在瞬态脉冲式击穿,仅在浪涌/静电/雷击等瞬态过压来袭时瞬间进入击穿区,过压消失后立即恢复截止。

 核心原理是利用极快的响应速度+大脉冲电流泄放能力,将瞬态过压钳位到安全值,属于一次性瞬态保护,不长期工作在击穿态。

2. 响应速度与结电容设计

稳压管:侧重直流/低频稳压,结电容较大、响应速度慢(μs级),不适配ns级瞬态干扰。

TVS管:专为瞬态干扰设计,结电容小、响应速度极快(ps~ns级),可快速捕获并钳位尖峰过压。

3. 功率耐受与散热设计

稳压管:额定功率为连续耗散功率(如1/4W、1W),需满足长期击穿的热稳定,参数标称为稳态值。

TVS管:额定功率为脉冲峰值功率(如600W、1500W、5kW),耐受短时间大电流冲击,不支持连续击穿,参数按脉冲工况标定。

4. 电压参数定义与精度

参数

稳压管

TVS管

核心电压

稳压值Vz(击穿后稳态恒定电压,精度高±1%~±5%)

反向关断电压VRWM(正常工作截止电压)+钳位电压Vc(击穿后瞬态钳位值)

电压特性

Vz离散小,稳压精度高

VRWM与Vc有固定压差,侧重钳位能力而非高精度稳压


5. 击穿后的电流特性

稳压管:击穿后电流在小范围稳态调节,电流变化时电压波动极小,适配精密稳压。

TVS管:击穿后可瞬间泄放数十至数百安培脉冲电流,电流陡增但钳位电压受控,适配强浪涌泄放。

三、原理差异导致的应用边界

1.稳压管:用于直流电源稳压、基准电压源、低压限幅,长期带电工作。

2.TVS管:用于接口ESD保护、电源浪涌防护、雷击瞬态抑制,仅瞬态动作,常态截止。

四、关键总结

稳压管是利用稳态击穿做电压基准/稳压,追求长期恒压与精度;

TVS管是利用瞬态击穿做过压钳位泄放,追求快响应、大脉冲耐受与保护可靠性。

二者物理击穿机理同源,但工作时序、功率模式、参数设计的原理分化,让它们成为功能完全不同的器件。