穩(wěn)壓二極管的工作原理介紹

穩(wěn)壓二極管，英文名稱Zenerdiode，又叫齊納二極管。利用pn結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。穩(wěn)壓二極管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用，其可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更高的穩(wěn)定電壓。

1.工作原理

穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線的正向特性和普通二極管差不多，反向特性是在反向電壓低于反向擊穿電壓時(shí)，反向電阻很大，反向漏電流極小。但是，當(dāng)反向電壓臨近反向電壓的臨界值時(shí)，反向電流驟然增大，稱為擊穿，在這一臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻驟然降至很小值。盡管電流在很大的范圍內(nèi)變化，而二極管兩端的電壓卻基本上穩(wěn)定在擊穿電壓附近，從而實(shí)現(xiàn)了二極管的穩(wěn)壓功能。

穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線

2.主要參數(shù)

2.1穩(wěn)定電壓(Uz)

指穩(wěn)壓二極管通過額定電流時(shí)兩端產(chǎn)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(hào)穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值也不完全一致。例如，2CW51型穩(wěn)壓二極管的Vzmin為3.0V,Vzmax則為3.6V。

2.2額定電流(Iz)

指穩(wěn)壓二極管產(chǎn)生穩(wěn)定電壓時(shí)通過該管的電流值。低于此值時(shí)，穩(wěn)壓二極管雖并非不能穩(wěn)壓，但穩(wěn)壓效果會(huì)變差;高于此值時(shí)，只要不超過額定功率損耗，也是允許的，而且穩(wěn)壓性能會(huì)好一些，但要多消耗電能。

2.3動(dòng)態(tài)電阻(Rz)

指穩(wěn)壓二極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(dòng)態(tài)電阻則愈小。例如，2CW7C穩(wěn)壓二極管的工作電流為5mA時(shí)，Rz為18Ω;工作電流為1OmA時(shí)，Rz為8Ω;為20mA時(shí)，Rz為2Ω;>20mA則基本維持此數(shù)值。

2.4額定功耗(Pz)

由芯片允許溫升決定，其數(shù)值為穩(wěn)定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩(wěn)壓二極管的Vz為3V，Izm為20mA，則該管的Pz為60mWo

2.5反向漏電流(IR)

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

2.6溫度系數(shù)(α)

如果穩(wěn)壓二極管的溫度變化，它的穩(wěn)定電壓也會(huì)發(fā)生微小變化，溫度變化1℃所引起管子兩端電壓的相對(duì)變化量即是溫度系數(shù)(單位：﹪/℃)。一般說來穩(wěn)壓值低于6V屬于齊納擊穿，溫度系數(shù)是負(fù)的;高于6V的屬雪崩擊穿，溫度系數(shù)是正的。溫度升高時(shí)，耗盡層減小，耗盡層中，原子的價(jià)電子上升到較高的能量，較小的電場(chǎng)強(qiáng)度就可以把價(jià)電子從原子中激發(fā)出來產(chǎn)生齊納擊穿，因此它的溫度系數(shù)是負(fù)的。雪崩擊穿發(fā)生在耗盡層較寬電場(chǎng)強(qiáng)度較低時(shí)，溫度增加使晶格原子振動(dòng)幅度加大，阻礙了載流子的運(yùn)動(dòng)。這種情況下，只有增加反向電壓，才能發(fā)生雪崩擊穿，因此雪崩擊穿的電壓溫度系數(shù)是正的。

穩(wěn)壓二極管

以上就是穩(wěn)壓二極管的工作原理以及主要參數(shù)介紹了。穩(wěn)壓二極管在使用時(shí)，管腳必須在離管殼5mm以上處進(jìn)行焊接，最好使用30W以下的電烙鐵進(jìn)行焊接。若使用40～75W電烙鐵焊接時(shí)，焊接時(shí)間應(yīng)不超過8～10s。盡量使用內(nèi)裝焊料的焊錫絲焊接，不要使用大塊焊錫加松香的方法。

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