TVS、稳压管、肖特基怎么选？二极管参数与用途对照

一块控制板上，接口旁边放着TVS，继电器两端并着续流管，电源通路里又有肖特基。它们都叫二极管，外形有时也差不多，选料时却要翻到手册里不同的几行。

选TVS，要看浪涌来时电压会被限制到多高；选稳压管，要看实际电流下能得到什么电压；选肖特基，要把正向损耗和反向漏电都算进去。

今天按用途把这些器件放在一起，讲清它们的重要参数，以及参数后面的测试条件。

先分清结构和用途

肖特基描述器件结构；TVS、稳压和开关，更多是在说器件的设计目标；续流描述它在电路里承担的任务。

所以，一只肖特基可以承担续流任务，快恢复PN结二极管也可以。继电器和开关电源都可能需要续流，但它们对电流、速度和发热的要求相差很大。

拿到一份手册，可以先找到几组常用符号：VF是正向压降，IF是正向电流，IR是反向漏电，VR通常指反向电压，VRRM是重复峰值反向电压。具体含义仍要连着所在表格看，同一个VR出现在“极限值”和“漏电测试条件”里，承担的作用就不同。

TVS：看三个电压和一个脉冲

TVS用于限制瞬态过电压，常放在外部接口和电源入口。单向TVS接在正电源与地之间时，通常阴极接电源、阳极接地，正常工作时处于反向偏置。

VRWM，反向工作峰值电压。正常最高电压应处在器件允许的工作范围内，并考虑电源误差。手册在这个电压下给出IR，说明它仍有漏电，不能视作绝对开路。

VBR，反向击穿电压。这是在指定测试电流IT下测得的电压范围，描述击穿特性，不代表浪涌时整个电路就停在这个电压上。

VC，钳位电压。必须连着对应的峰值脉冲电流IPP看。电流更大，器件上的电压通常也会升高；保护器件到芯片之间的走线还会产生额外瞬态压降。

例如，Vishay的SMBJ12A标注VRWM为12V，VBR为13.3～14.7V，IT为1mA；在指定10/1000μs脉冲、IPP＝30.2A条件下，最大VC为19.9V。

“12V TVS”并不能把所有浪涌都限制在12V。如果后级只能承受15V，就不能凭型号里的“12”判断已经保护到位，需要结合实际浪涌电流重新计算保护配合。

再看峰值脉冲功率PPP。标着几百瓦甚至几千瓦，必须同时看脉冲波形、初始温度和降额曲线。持续过压可能让TVS长时间发热，需要保险丝、限流或过压切断等措施配合。

用于信号接口时，还要看结电容Cj；用于低功耗设备时，还要看IR。单向、双向的选择则要结合信号是否包含负电压，以及希望怎样处理正负瞬态。功率TVS和低电容ESD保护器件的测试条件、能量能力各有侧重，不能随意互换。

续流：先看电感电流怎么走

电感电流不能突然中断。开关断开后，如果没有合适通路，电感两端就可能出现很高的电压。

上图是非同步Buck中的两种状态。开关导通时，电源向电感和负载供能；开关断开后，二极管导通，让电感电流继续流向负载。

继电器线圈旁的二极管也承担类似任务。低边开关驱动时，二极管阴极接线圈电源端、阳极接开关端，正常通电时反偏，关断后给线圈电流提供路径。

这里要查的参数有四组。

电流：IF、IF(AV)、重复峰值及非重复浪涌电流IFSM。关断瞬间，续流电流从当时的电感电流开始。Buck还要结合占空比、纹波计算平均值与峰值，不能拿IFSM当连续额定电流。

耐压：VRRM。要覆盖正常反向电压和实际尖峰，留出余量。

损耗与温升：VF、热阻和结温。二极管导通时间长、电流大时，压降会直接影响发热。

恢复特性：trr、Qrr。在反复换流的电路里，PN结二极管退出导通会涉及反向恢复；反向恢复电荷会影响开关损耗和尖峰。低频继电器可按实际线圈条件评估普通整流管，高频开关电源则往往需要快恢复器件或合适的肖特基。

还有一个容易忽略的取舍：普通并联续流管使线圈关断后的电压较低，电流衰减较慢，可能延长继电器释放时间。若要求快速释放，可以评估更高电压的钳位方案，同时核对开关管耐压和需要消耗的能量。

稳压管：VZ要和电流一起看

稳压二极管通常利用受控反向击穿工作，常用于小电流稳压、偏置和电压限制。它需要外部电路限制电流。

VZ，是指定稳压电流IZ或IZT下的电压。手册还会给出偏差范围。电流变化、温度变化时，实际电压也会变化。

rdif或ZZ，是差分电阻。在某个工作点附近，可以用ΔV≈rdif×ΔI估算小幅电流变化引起的电压变化。不能用“电压除以电流”算出的直流电阻代替这个参数。

功率与温度系数，也要一起核对。稳压管功耗约为PZ＝VZ×IZ；允许功率取决于环境温度、焊盘和散热条件。温度系数决定升温后电压怎样变化，需要注意单位是mV/K还是%/℃。

原文提到的BZX384-B16，是一个很合适的查表例子：在手册规定的IZ＝5mA条件下，VZ范围为15.70～16.30V。漏电参数则写成IR≤0.05μA，条件为VR＝11.2V。

这里的VR＝11.2V只是测漏电时施加的反向电压，不能拿来代替16V的稳压值。同样是反向电流，漏电区的IR与稳压工作区的IZ，也不能混在一起比较。

算一个常见的并联稳压电路：假设输入12V，目标电压按5.1V估算，串联电阻1kΩ，总电流约为6.9mA。负载取走2mA后，稳压管剩约4.9mA，此时功耗约25mW。

这个结果还要回到具体器件手册，检查4.9mA附近的电压是否满足要求。负载断开时，约6.9mA全流过稳压管，功耗约35mW；输入变化、负载增加后，也要重新检查电流分配。

肖特基：低压降要看实际工作点

肖特基利用金属与半导体接触形成的势垒工作。常见低压硅肖特基具有较低的正向压降，适合低压整流、电源防反接、电源“或”连接，以及部分续流电路。

VF必须带着IF和温度读。原文图里的B540C，在IF＝5A、25℃的规定测试条件下，VF最大为0.55V。按这一工作点粗算，导通时损耗就可达到5A×0.55V＝2.75W，散热仍需要认真处理。

IR也必须带着VR和温度读。硅肖特基的反向漏电可能随温度明显增加；长时间反偏时，还要评估反向损耗及热稳定性。电池设备尤其不能只比较室温压降。

再看VRRM、IF(AV)、IFSM、结电容，以及热阻和结温。肖特基没有普通PN结器件同样的少数载流子存储过程，但结电容充放电仍会产生瞬态电流，不能据此认定高频开关完全没有损耗。

耐压也不能按类别一概封顶。除了常见的低压硅肖特基，还有1200V等级的SiC肖特基。材料、结构和用途不同，要回到对应器件比较参数，不能把低压硅器件的经验直接套过去。

开关二极管：电流之外，还要查速度和电容

1N4148、BAS16这类小信号开关二极管，常用于信号转接、二极管逻辑、限幅和脉冲处理。

它们需要反复进入、退出导通，trr反向恢复时间和Cd结电容就很重要。trr的数值离不开正向电流、反向电流、负载和判定门限；结电容则会给信号节点增加负担。

以Nexperia BAS16W为例：手册给出trr≤4ns，测试条件包括IF＝10mA、反向电流10mA、RL＝100Ω，并在反向电流降至1mA时判定；Cd≤1.5pF，条件为VR＝0V、f＝1MHz、25℃。

另外仍须核对VF、IR、耐压、允许电流和封装功耗。恢复快、结电容小，并不能保证它适合承受电源续流电流。信号限幅也要检查钳位电压，以及被钳位电流最终流入哪里。

把用途和参数放在一起查

同样写着“反向电压”，在稳压管漏电测试中可能是测试条件，在整流管极限表里可能是耐压额定值，在TVS手册里又可能对应持续工作电压。

选二极管时，把电路里的电压、电流、时间和温度写在手册旁边。每一个数值能对应到实际工况，这颗器件才算选明白了。