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TVS二极管的工作原理基于PN结的击穿特性。当TVS二极管两端电压超过其击穿电压时，PN结会发生雪崩击穿，使得二极管由高阻态变为低阻态，允许大量电流通过。这个过程会在极短的时间内完成，从而将过电压箝制在一个较低的水平。当过电压消失后，TVS二极管会恢复到高阻态，继续对电路进行保护。TVS二极管根据结构和工作特性的不同，可以分为单向和双向两种类型。单向TVS二极管通常用于直流电路的保护，而双向TVS二极管则适用于交流电路或需要双向保护的场合。此外，TVS二极管还可以根据封装形式、功率等级和击穿电压等参数进行分类，以满足不同应用场景的需求。
当电路出现异常过电压并达到TVS二极管的击穿电压时，TVS二极管会迅速由高电阻状态突变为低电阻状态，泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地，同时把异常过电压钳制在较低的水平，从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。当异常过电压消失后，TVS二极管阻值又恢复为高阻态。在交流电路中，双向TVS二极管能够在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压箝制到预定水平。这使得双向TVS二极管特别适用于交流电路的保护。当交流电路中出现瞬态过电压时，双向TVS二极管会迅速响应，将两端的高阻抗变为低阻抗，允许大电流通过，并将电压限制在一个安全的预定水平。通过这种方式，双向TVS二极管可以有效地保护交流电路中的敏感元件不受损害。
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