上次為大家介紹了二極管中整流二極管的原理及應(yīng)用，整流二極管主要利用二極管正向?qū)ǚ聪蚪刂沟奶匦赃M行整流，而今天為大家介紹另外一種類型的二極管，這個類型的二極管工作方式與整流管完全相反，它就是穩(wěn)壓管。

       穩(wěn)壓二極管，又叫齊納二極管，本質(zhì)上，它也是正向?qū)ǚ聪蚪刂梗c普通整流管不一樣的是，普通整流管反向電壓施加到一定程度，會導(dǎo)致二極管的反向擊穿，對二極管造成不可逆的損壞；而穩(wěn)壓管卻是利用這個反向擊穿，在一定電流范圍內(nèi)，讓自身電壓穩(wěn)定在擊穿電壓附近。

（圖片轉(zhuǎn)自 網(wǎng)絡(luò)）

       我們可以看到上面這個穩(wěn)壓管的伏安曲線圖，施加正向電流時與普通整流管無異，但施加反向電流到一定程度時，穩(wěn)壓管開始擊穿，并在一定電流范圍內(nèi)維持固定電壓。

       在反向施加電流時，大家可以把穩(wěn)壓管理解成一根大管道里面的壓力閥，這個壓力閥直徑比整個管道小，且在一定水壓的范圍內(nèi)不打開，只有管道水的壓力大到一定程度，壓力閥被沖開，水流通過小直徑的壓力閥流通。這里面管道的直徑和壓力閥的直徑可以看作主電路電壓和穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，水的流速快慢就是電流。

    但值得注意的是，這個壓力閥需要水流有一定流速才能完全打開，流速不夠的情況下，壓力閥處于半開狀態(tài)，只有流速達到一定的量才能完全打開。

    而這個“流速”，稱為Iz，穩(wěn)壓管在電壓達到擊穿電壓Vz，電流未達到Iz時，能夠進入擊穿狀態(tài)，但穩(wěn)壓效果往往不盡如人意，所以在進行穩(wěn)壓管的使用時，要額外注意Iz的值。

    那么，穩(wěn)壓管的電流可以無限增大么？當(dāng)然不行，不管是什么二極管都有極限值。而穩(wěn)壓管的這個極限，就是Izm。電流超過Izm時，穩(wěn)壓管的溫度將不受控制，甚至燒毀。

    在汽車電路中，由于各個電器總成或元件的工作電流比較大，使汽車電源系統(tǒng)的電壓會出現(xiàn)波動，因此，在一些需要精確電壓值的地方經(jīng)常利用穩(wěn)壓管來獲取所需電壓。

    今天除了齊納二極管，也給大家介紹另外兩種工作原理類似的二極管，它們分別是TVS二極管和ESD二極管。

    TVS二極管，中文全稱瞬態(tài)抑制二極管（Transient Voltage Suppressor），它的外型與普通二極管相同，但卻能吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率：它的主要特點是在反向應(yīng)用條件下，當(dāng)承受一個高能量的大脈沖時，它能以10的負(fù)12次方秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預(yù)定值，有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。當(dāng)異常的高壓消失過后，電路進入到正常工作狀態(tài)的時候，又恢復(fù)到高阻態(tài)。而ESD二極管也是TVS管的一種。

    既然工作原理與齊納二極管類似，那姑且也將其比喻成壓力閥，與齊納二極管不同的是，TVS這個“壓力閥”是主管道的分支，并不工作在主管道中。當(dāng)主管道壓力過大時，分支的壓力閥進行泄放，從而讓主管道水壓恢復(fù)到正常工作的壓力范圍內(nèi)。具體電路應(yīng)用可見下圖，左邊尖峰表示浪涌電壓，經(jīng)過TVS的吸收泄放到地之后，恢復(fù)成右邊電路可接受的電壓范圍，避免對右邊負(fù)載造成不可逆的損壞。

（圖片轉(zhuǎn)自 網(wǎng)絡(luò)）

    從上圖也能看出，TVS和齊納二極管最大的區(qū)別：TVS通常不發(fā)生擊穿導(dǎo)通，只有出現(xiàn)異常電壓脈沖時導(dǎo)通；齊納二極管則是長時間工作在擊穿狀態(tài)。那么齊納二極管管是否能夠替代TVS管或者TVS管是否能替代齊納二極管呢，答案是否定的，主要原因有兩點：1、穩(wěn)壓管的響應(yīng)速度遠(yuǎn)不如TVS管；2、TVS管是接受瞬態(tài)浪涌的，無法像齊納二極管一樣長時間工作；3、兩種管子的功率范圍不在一個量級，TVS最高功率是KW級別，而穩(wěn)壓管能上10W都算高了。

（圖片來自LRC產(chǎn)品推薦）

    以上為TVS的伏安曲線圖，選型時一般需注意的圖中的VRWM（最大反向工作電壓）、VBR（擊穿電壓）、VC（箝位電壓）；通常VRWM的選擇需高于正常工作電壓1.2到1.3倍，否則TVS會長時間處于工作狀態(tài)；VC要小于后級電路能承受的最大電壓，否則無法起到保護效果。選型時還需關(guān)注IPP（脈沖峰值電流）和PPP（脈沖峰值功率），這決定了TVS管能夠吸收脈沖能量的上限。

       下面來講講ESD二極管（Electrical Suppression Diodes），之前有提到ESD也屬于TVS的一種，它的工作原理、參數(shù)標(biāo)定和TVS也幾乎完全一致（在這不做贅述），那么ESD和TVS的主要區(qū)別是什么呢？

    ESD二極管功能是防靜電，主要應(yīng)用于板級保護（通常是靜電敏感的IC和MCU）。而TVS二極管功能是防浪涌過電壓，主要應(yīng)用于初級和次級保護（通常是電源級）。

    而且ESD可以做出ESD陣列，對電路進行多線保護，而TVS因為功率需求，通常不做陣列。

    參數(shù)方面，ESD與TVS需求多關(guān)注的一個參數(shù)：Cj（結(jié)電容），因為不管是應(yīng)用在信號線還是需要接收信號的MCU，太大的結(jié)電容都會影響到信號波形，所以ESD的結(jié)電容不能做的太高。

（圖片來自LRC產(chǎn)品推薦）

    以上為TVS的伏安曲線圖，選型時一般需注意的圖中的VRWM（最大反向工作電壓）、VBR（擊穿電壓）、VC（箝位電壓）；通常VRWM的選擇需高于正常工作電壓1.2到1.3倍，否則TVS會長時間處于工作狀態(tài)；VC要小于后級電路能承受的最大電壓，否則無法起到保護效果。選型時還需關(guān)注IPP（脈沖峰值電流）和PPP（脈沖峰值功率），這決定了TVS管能夠吸收脈沖能量的上限。

       下面來講講ESD二極管（Electrical Suppression Diodes），之前有提到ESD也屬于TVS的一種，它的工作原理、參數(shù)標(biāo)定和TVS也幾乎完全一致（在這不做贅述），那么ESD和TVS的主要區(qū)別是什么呢？

    ESD二極管功能是防靜電，主要應(yīng)用于板級保護（通常是靜電敏感的IC和MCU）。而TVS二極管功能是防浪涌過電壓，主要應(yīng)用于初級和次級保護（通常是電源級）。

    而且ESD可以做出ESD陣列，對電路進行多線保護，而TVS因為功率需求，通常不做陣列。

    參數(shù)方面，ESD與TVS需求多關(guān)注的一個參數(shù)：Cj（結(jié)電容），因為不管是應(yīng)用在信號線還是需要接收信號的MCU，太大的結(jié)電容都會影響到信號波形，所以ESD的結(jié)電容不能做的太高。