初學知識穩壓二極管在電路中的作用原理

穩壓二極管工作原理一種用於穩定電壓的單結二極管。它的伏安特性,穩壓二極管符號如圖1所示。結構同整流二極管。加在穩壓二極管的反向電壓增加到一定數值時,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。

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當反向電壓比較高時,在位壘區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)。

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圖1

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圖1 穩壓二極管伏安特性曲線

圖2 等效電路理想模式

圖3 理想模式導通狀態常見的兩種穩壓電路接法

圖4 實際模式導通狀態

圖5 實際模式導通狀態常見的兩種穩壓接線電路

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穩壓二極管的主要參數

1.Vz— 穩定電壓。

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

2.Iz— 穩定電流。

指穩壓管產生穩定電壓時通過該管的電流值。低於此值時,穩壓管雖並非不能穩壓,但穩壓效果會變差;高於此值時,只要不超過額定功率損耗,也是允許的,而且穩壓性能會好一些,但要多消耗電能。

3.Rz— 動態電阻。

指穩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,動態電阻則愈小。例如,2CW7C穩壓管的工作電流為5mA時,Rz為18Ω;工作電流為1OmA時,Rz為8Ω;為20mA時,Rz為2Ω ; > 20mA則基本維持此數值。

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4.Pz— 額定功耗。

由芯片允許溫升決定,其數值為穩定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩壓管的Vz為3V,Izm為20mA,則該管的Pz為60mWo

5.Ctv— 電壓溫度係數。

是說明穩定電壓值受溫度影響的參數。例如2CW58穩壓管的Ctv是+0.07%/°C,即溫度每升高1°C,其穩壓值將升高0.07%。

6.IR— 反向漏電流。

指穩壓二極管在規定的反向電壓下產生的漏電流。例如2CW58穩壓管的VR=1V時,IR=O.1uA;在VR=6V時,IR=10uA。

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(三)選擇二極管的基本原則

1.要求導通電壓低時選鍺管;要求反向電流小時選硅管。

2.要求導通電流大時選面結合型;要求工作頻率高時選點接觸型。

3.要求反向擊穿電壓高時選硅管。

4.要求耐高溫時選硅管。

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