在電子電路設計和維修過程中，二極管是一類極為常見的半導體元件。然而，不同類型的二極管具有不同的功能和應用，其中TVS二極管和開關二極管在某些情況下可能會因外形相似而被混淆。

一、TVS二極管與開關二極管的基本概述

1. TVS二極管（Transient Voltage Suppression Diode），即瞬態電壓抑制二極管，主要用于電路保護，防止瞬態過電壓（如靜電放電、雷擊浪涌）對電子元件造成損害。

2. 開關二極管（Switching Diode），專為高頻和快速開關應用設計，其作用是快速在導通和截止狀態之間切換，以滿足信號處理和邏輯控制需求。

二、工作原理對比

1. TVS二極管工作原理

- 在正常工作電壓下，TVS二極管處于高阻態，不影響電路運行。

- 當突發高壓（例如雷擊、電源浪涌或靜電放電）超過其擊穿電壓時，它會迅速導通，將過電流分流至地，從而將電壓鉗制在安全范圍內。

- 當瞬態電壓消失后，TVS二極管會迅速恢復至高阻態，不影響電路的后續運行。

2. 開關二極管工作原理

- 施加正向電壓時，開關二極管迅速導通，使電流流過。

- 施加反向電壓時，二極管進入高阻態，阻止電流流通。

- 關鍵特性是其反向恢復時間（T_rr），即從導通狀態恢復到截止狀態的時間，通常在納秒級，這使其適用于高頻開關場景。

三、關鍵技術參數對比

四、應用場景對比

1. TVS二極管應用

- 數據接口保護： USB、HDMI、RS-232等信號線的瞬態過壓防護。

- 電源線路保護： 防止雷擊、開關電源突波損壞電路。

- 通信設備防護： 如DSL、RS-485等接口的保護。

2. 開關二極管應用

- 高速邏輯電路： 用于數字信號的高速開關操作。

- 高頻振蕩電路： 例如射頻和無線通信設備中的振蕩器。

- 整流和混頻： 用于高頻整流和信號混頻器，以實現快速切換和整流。

五、如何快速區分？

1. 從功能上區分

- 如果是用于保護電路免受瞬態高壓損壞，選TVS二極管。

- 如果是用于信號切換、邏輯控制，選開關二極管。

2. 從電路特性上區分

- TVS二極管通常不會影響正常電路工作，只有在瞬態電壓沖擊時才導通。

- 開關二極管在電路中需要頻繁切換導通和截止狀態，因此其開關速度和恢復時間至關重要。

3. 從參數指標上區分

- 查看數據手冊，如果參數中強調"擊穿電壓（V_BR）"、"鉗位電壓（V_CL）"、"脈沖功率容量（P_PP）"，則通常是TVS二極管。

- 如果強調"反向恢復時間（T_rr）"、"最大反向電壓（V_R）"，則一般是開關二極管。

4. 從封裝外觀上區分

- 盡管TVS二極管和開關二極管可能外觀相似，但TVS二極管常見于SMD封裝或較大的DO-214、DO-220封裝，以適應高功率需求。

- 開關二極管一般采用DO-35、SOT-23等小型封裝，以適應高速切換需求。

結論

TVS二極管和開關二極管在電子電路中的角色完全不同，一個專注于過壓保護，另一個用于高速信號切換。工程師在使用時，應仔細分析電路需求，并根據二極管的核心參數選擇合適的器件。只有正確區分并合理應用，才能保證電路的穩定性和可靠性。