二极管知识:稳压二极管的主要参数、工作原理及作用
稳压二极管又称齐纳二极管,英文名称为:Zenerdiode,是二极管中常用的一种,利用pn结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。今天我们介绍稳压二极管的主要参数、工作原理及作用。
稳压二极管又称齐纳二极管,英文名称为:Zenerdiode,是二极管中常用的一种,利用pn结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。今天我们介绍稳压二极管的主要参数、工作原理及作用。
稳压二极管的主要参数
1.稳定电压(Uz)
指稳压二极管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别,同一型号稳压二极管的稳压值也不完全一致。例如,2CW51型稳压二极管的Vzmin为3.0V,Vzmax则为3.6V。
2.额定电流(Iz)
指稳压二极管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时,稳压二极管虽并非不能稳压,但稳压效果会变差;高于此值时,只要不超过额定功率损耗,也是允许的,而且稳压性能会好一些,但要多消耗电能。
3.动态电阻(Rz)
指稳压二极管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变,一般是工作电流愈大,动态电阻则愈小。例如,2CW7C稳压二极管的工作电流为5mA时,Rz为18Ω;工作电流为1OmA时,Rz为8Ω;为20mA时,Rz为2Ω;>20mA则基本维持此数值。
4.额定功耗(Pz)
由芯片允许温升决定,其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压二极管的Vz为3V,Izm为20mA,则该管的Pz为60mWo
5.反向漏电流(IR)
指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压二极管的VR=1V时,IR=O.1uA;在VR=6V时,IR=10uA。
6.温度系数(α)
如果稳压二极管的温度变化,它的稳定电压也会发生微小变化,温度变化1℃所引起管子两端电压的相对变化量即是温度系数(单位:﹪/℃)。一般说来稳压值低于6V属于齐纳击穿,温度系数是负的;高于6V的属雪崩击穿,温度系数是正的。温度升高时,耗尽层减小,耗尽层中,原子的价电子上升到较高的能量,较小的电场强度就可以把价电子从原子中激发出来产生齐纳击穿,因此它的温度系数是负的。雪崩击穿发生在耗尽层较宽电场强度较低时,温度增加使晶格原子振动幅度加大,阻碍了载流子的运动。这种情况下,只有增加反向电压,才能发生雪崩击穿,因此雪崩击穿的电压温度系数是正的。
稳压二极管的工作原理
稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多,反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。但是,当反向电压临近反向电压的临界值时,反向电流骤然增大,称为击穿,在这一临界击穿点上,反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化,而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近,从而实现了二极管的稳压功能。
稳压二极管的作用
想要知道稳压二极管的作用那还得看看稳压二极管的工作原理。稳压二极管的工作原理,是:稳压二极管是二极管中的一种,也具有二极管的基本单向导通特性,也就是,正向加压导通,反向加压不通。一般的二极管反向加压超过管子的反向耐压值,管子就被烧毁了。然而,稳压二极管却不一样,给稳压二极管反向加压,当其pn结被击穿后,其两端的电压基本保持不变。
因此,从上面的分析中可以看出,稳压二极管的作用就是保持电压的稳定,在电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,稳压二极管能保持负载两端的电压将基本不变。串联在较高的电压上,可以保护电路中的电子元器件,防止其被高电流击穿。比如,稳压二极管他可以用在串联型稳压电路中、电视机里的过压保护电路、电弧抑制电路等上面,可以获得更高的稳定电压的。