TVS二极管的工作原理基于PN结的雪崩击穿效应。当加在TVS二极管两端的电压超过其击穿电压时，PN结会发生雪崩击穿，二极管由高阻态迅速转变为低阻态，导通大电流，将过电压能量迅速泄放到地或电源，从而保护电路免受损害。这种转变过程非常迅速，通常在纳秒级内完成，因此TVS二极管能够有效应对瞬态过电压。TVS二极管的主要参数包括击穿电压、较大反向工作电压、较大箝位电压、峰值脉冲电流、脉冲峰值功率等。击穿电压是TVS二极管开始导通的电压；较大反向工作电压是TVS二极管在正常工作条件下能承受的较大反向电压；较大箝位电压是TVS二极管在峰值脉冲电流下能将电压箝制到的较大值；峰值脉冲电流和脉冲峰值功率则分别表示TVS二极管能承受的较大瞬态电流和功率。
TVS二极管的工作原理与常见的稳压二极管相似，但在击穿电压超过其标称值时，TVS二极管会导通，并展现出更高的电流导通能力。这种器件能够在亚纳秒级的时间内，将两端间的阻抗从高阻抗转变为低阻抗，从而迅速吸收瞬间大电流。通过这种方式，TVS二极管能够将电压箝制在预定的安全水平上，有效保护电路中的其他元件不受瞬态高压尖峰脉冲的损害。TVS二极管的主要参数包括击穿电压（VBR）、较大反向工作电压（VRWM）、较大箝位电压（VC）、脉冲峰值电流（IPP）、较大反向脉冲峰值功率（PPR）等。其中，击穿电压是TVS管开始导通的较小电压；较大反向工作电压是TVS二极管在反向工作时所能承受的较大电压；较大箝位电压是TVS在承受瞬态高能量脉冲冲击时两端所能达到的较大电压值；脉冲峰值电流是TVS所能承受的较大电流值；较大反向脉冲峰值功率则是衡量TVS保护能力的重要指标。
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