穩(wěn)壓管知識詳解

穩(wěn)壓二極管（又叫齊納二極管）是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡稱穩(wěn)壓管。此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。穩(wěn)壓管在反向擊穿時，在一定的電流范圍內（或者說在一定功率損耗范圍內），端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性，因而廣泛應用于穩(wěn)壓電源與限幅電路之中。

穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準元件使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓，稱為雙向穩(wěn)壓管。

穩(wěn)壓管主要參數(shù)指標

指穩(wěn)壓管通過額定電流時兩端產生的穩(wěn)定電壓值。該值隨工作電流和溫度的不同而略有改變。由于制造工藝的差別，同一型號穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值也不完全一致。例如，2CW51型穩(wěn)壓管的Vzmin為3.0V,Vzmax則為3.6V。

1、耗散功率Pz

反向電流通過穩(wěn)壓二極管的PN結時，要產生一定的功率損耗，PN結的溫度也將升高。根據(jù)允許的PN結工作溫度決定出管子的耗散功率。通常小功率管約為幾百毫瓦至幾瓦。 [3]  最大耗散功率Pzm：是穩(wěn)壓管的最大功率損耗取決于PN結的面積和散熱等條件。反向工作時，PN結的功率損耗為：Pz=Vz*Iz，由Pzm和Vz可以決定Izmax。

2、穩(wěn)定電流Iz

最小穩(wěn)定電流Izmin、大穩(wěn)定電流Izmax穩(wěn)定電流：工作電壓等于穩(wěn)定電壓時的反向電流；最小穩(wěn)定電流：穩(wěn)壓二極管工作于穩(wěn)定電壓時所需的最小反向電流；最大穩(wěn)定電流：穩(wěn)壓二極管允許通過的最大反向電流。

3、動態(tài)電阻rz

其概念與一般二極管的動態(tài)電阻相同，只不過穩(wěn)壓二極管的動態(tài)電阻是從它的反向特性上求取的。rz愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。 rz=△Vz/△Iz。

4、溫度系數(shù)Ctv

溫度的變化將使VZ改變，在穩(wěn)壓管中，當|VZ|>7V時，Vz具有正溫度系數(shù)，反向擊穿是雪崩擊穿。 當|Vz|<4V時，VZ具有負溫度系數(shù)，反向擊穿是齊納擊穿。

當4V<|Vz|<7V時，穩(wěn)壓管可以獲得接近零的溫度系數(shù)。這樣的穩(wěn)壓二極管可以作為標準穩(wěn)壓管使用。

例如2CW58穩(wěn)壓管的Ctv是+0.07%/°C，即溫度每升高1°C，其穩(wěn)壓值將升高0.07%。

5、動態(tài)電阻Rz

指穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變，一般是工作電流愈大，動態(tài)電阻則愈小。例如，2CW7C穩(wěn)壓管的工作電流為5mA時，Rz為18Ω；工作電流為10mA時，Rz為8Ω;為20mA時，Rz為2Ω。Rz=DVz/DIz，Rz愈大，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。

6、漏電流IR

指穩(wěn)壓二極管在規(guī)定的反向電壓下產生的漏電流。例如2CW58穩(wěn)壓管的VR=1V時，IR=0.1uA;在VR=6V時，IR=10uA。

穩(wěn)壓管在電路中的作用

穩(wěn)壓管在電路中的作用一共有3點，如下：

1、浪涌保護電路：穩(wěn)壓管在準確的電壓下?lián)舸?，這就使得它可作為限制或保護之元件來使用，因為各種電壓的穩(wěn)壓二極管都可以得到，故對于這種應用特別適宜。穩(wěn)壓二極管D是作為過壓保護器件。只要電源電壓VS超過二極管的穩(wěn)壓值D就導通，使繼電器J吸合負載RL就與電源分開。

2、電視機里的過壓保護電路：EC是電視機主供電壓。當EC電壓過高時，D導通，三極管BG導通，其集電極電位將由原來的高電平(5V)變?yōu)榈碗娖?，通過待機控制線的控制使電視機進入待機保護狀態(tài).。

3、電弧抑制電路：在電感線圈上并聯(lián)接入一只合適的穩(wěn)壓二極管(也可接入一只普通二極管原理一樣)的話，當線圈在導通狀態(tài)切斷時，由于其電磁能釋放所產生的高壓就被二極管所吸收，所以當開關斷開時，開關的電弧也就被消除了。這個應用電路在工業(yè)上用得比較多，如一些較大功率的電磁吸控制電路就用到它。

穩(wěn)壓二極管（又叫齊納二極管）是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡稱穩(wěn)壓管。此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。穩(wěn)壓管在反向擊穿時，在一定的電流范圍內（或者說在一定功率損耗范圍內），端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性，因而廣泛應用于穩(wěn)壓電源與限幅電路之中。穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準元件使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓，稱為雙向穩(wěn)壓管。

穩(wěn)壓管的工作原理電路圖

穩(wěn)壓二極管工作原理一種用于穩(wěn)定電壓的單結二極管。它的伏安特性，穩(wěn)壓二極管符號如圖1所示。結構同整流二極管。加在穩(wěn)壓二極管的反向電壓增加到一定數(shù)值時，將可能有大量載流子隧穿偽結的位壘，形成大的反向電流，此時電壓基本不變，稱為隧道擊穿。當反向電壓比較高時，在位壘區(qū)內將可能產生大量載流子，受強電場作用形成大的反向電流，而電壓亦基本不變，為雪崩擊穿。因此，反向電壓臨近擊穿電壓時，反向電流迅速增加，而反向電壓幾乎不變。這個近似不變的電壓稱為齊納電壓(隧道擊穿)或雪崩電壓(雪崩擊穿)。

圖1 穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線

圖2 等效電路理想模式

圖3 理想模式導通狀態(tài)常見的兩種穩(wěn)壓電路接法

圖4 實際模式導通狀態(tài)

圖5 實際模式導通狀態(tài)常見的兩種穩(wěn)壓接線電路
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