稳压二极管、TVS管、ESD静电管在电路设计中的实际应用及对比

硬件设计中，电源输入端经常会放置一个二极管用于电源防护，但实际上有放TVS管的，有用稳压二极管的，甚至还有用ESD静电管的，那到底什么情况下用相应哪一种二极管呢？1、稳压二极管（齐纳二极管），说实话就是用来稳压的。即：当你输入一个变化的电压，它可以在一定范围内输出一个相对固定的电压。原理：它的正向特性与普通二极管相同，而反向特性却比较特殊：当反向电压没有达到它的击穿值之前，它基本不导通，一旦超过击穿值时，管子呈现击穿状态，从而导通；此时虽然通过较大电流，却不损毁，并且这种现象的重复性很好（只要限制流过它的电流（通过串联电阻），使其功耗不超过额定值，它就不会损坏）；而且导通后，两端电压基本就维持在这个击穿值上下，不在随电流增大而升高，从而起到稳压作用。连接：稳压管是利用反向击多区的稳压特性进行工作的，因此稳压管在电路中要反向接。用途：（1）用于为小电流负载提供一个稳定的电压，稳压二极管功率通常不大，一般也就几百mW到一两W之间。如果长时间导通大电流则会发热，而发热之后稳压值会漂移（温度系数）。而且稳压二极管不擅长抗瞬态大能量冲击，如雷击、浪涌等。工作原理：Vin（输入电压）必须大于稳压二极管的稳压值Vz。电阻Rs是限流电阻，必不可少。它负责“吸收”输入电压和输出电压之间的差值，并限制流过稳压管的电流；当输入电压Vin升高时，输出电压Vout有升高的趋势，导致流过稳压管Dz的电流Iz急剧增大，这使得电阻Rs上的压降也增大，从而“吃掉”了Vin的增量，使得Vout保持基本不变；当负载变轻（负载电阻变大，负载电流IL变小）时，多余的电流会从稳压管流过，保证Vout稳定。（2）电压钳位/过压保护将稳压二极管并