二級管簡介

穩壓二極管，又叫齊納二極管。利用PN結反向擊穿狀态，其電流可在很大範圍内變化而電壓基本不變的現象，制成的起穩壓作用的二極管。

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.在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數值，在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恒定，穩壓二極管是根據擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。

穩壓二極管可以串聯起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯就可獲得更高的穩定電壓

反向擊穿：二極管是正向導通的，二極管兩端加反向電壓時，電子不能通過二極管，使得二極管相當于斷路，但是這個斷路取決于把二極管反向接時，二極管兩端的電壓，如果這個反向電壓足夠大，二極管就被擊穿了，此時這個擊穿的反向電壓就叫反向擊穿電壓。

二極管反向擊穿電壓的理性定義：外加反向電壓超過某一數值時，反向電流會突然增大，這種現象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向導電性。

（一）主要參數

穩定電壓：當穩壓管通過認定電流時穩壓管産生的穩定電壓數值。由于制造工藝的差别，同一型号穩壓管的穩壓值也不完全一緻，誤差在正負0.5V以内。

耗散功率：反向電流通過穩壓二極管的PN結時，就會産生一定的功率損耗，PN結的溫度也會随之升高。

根據允許的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。

最大耗散功率Pzm：是穩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。

穩定電流：穩壓管工作時電壓等于額定電壓時的反向電流，這個電流是存在最大值和最小值的。

動态電阻：穩壓二極管的動态電阻是從它的反向特性上求取的。rz愈小，反映穩壓管的擊穿特性愈陡。rz=Vz/-Iz

溫度系數Ctv:溫度的變化将使VZ改變，在穩壓管中，當|VZ|>7V時，Vz具有正溫度系數，反向擊穿是雪崩擊穿。當|Vz|<4V時，VZ具有負溫度系數，反向擊穿是齊納擊穿。

當4V<|Vz|<7V時，穩壓管可以獲得接近零的溫度系數。這樣的穩壓二極管可以作為标準穩壓管使用。

如果穩壓管的Ctv是 0.05%/°C，即溫度每升高1°C，其穩壓值将升高0.05%。

雪崩擊穿：在晶體中運行的電子将不斷的與晶體原子發生碰撞，通過這樣的碰撞可使束縛在共價鍵中的價電子碰撞出來，産生自由電子和空穴。

新産生的自由電子在電場作用下撞出其他價電子，又産生新的自由電子和空穴。如此連鎖反應，使得阻擋層中的載流子的數量雪崩式地增加，流過PN結的電流就急劇增大擊穿PN結，這種碰撞電離導緻擊穿稱為雪崩擊穿，也稱為電子雪崩現象。

齊納擊穿：當PN結的摻雜濃度很高時，阻擋層就十分薄。這種阻擋層特别薄的PN結，隻要加上不大的反向電壓，阻擋層内部的電場強度就可達到非常高的數值。

這種很強的電場強度可以把阻擋層内中性原子的價電子直接從共價鍵中拉出來，變為自由電子，同時産生空穴，這個過程稱為場緻激發。由場緻激發而産生大量的載流子，使PN結的反向電流劇增，呈現反向擊穿現象。這種擊穿通常稱為齊納擊穿。

漏電流IR：指穩壓二極管在規定的反向電壓下産生的漏電流。

（二）工作原理

穩壓管也是一種晶體二極管，它是利用PN結的擊穿區具有穩定電壓的特性來工作的。穩壓管在穩壓設備和一些電子電路中獲得廣泛的應用。

把這種類型的二極管稱為穩壓管，以區别用在整流、檢波和其他單向導電場合的二極管。

穩壓二極管的特點就是擊穿後，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當把穩壓管接入電路以後，若由于電源電壓發生波動，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負載兩端的電壓将基本保持不變。

穩壓管反向擊穿後，電流雖然在很大範圍内變化，但穩壓管兩端的電壓變化很小。

穩壓管在電路中的選取跟電路有關，在電路中負載的電壓為12V，我們選取的穩壓管為12V，此時輸入電壓為24-25V為最合理狀态，輸入電壓為穩壓管額定電壓的兩倍左右時，穩壓管屬于深度擊穿狀态，所以兩倍左右為最合理狀态。

如果用15V電壓，比額定電壓高3V也是剛剛達到擊穿标準，它的工作點比較接近于最小電流的工作點，因為動态電阻比較大這個時候的穩壓效果就不好，對穩壓管消耗比較大。

電弧抑制電路：在電感線圈上并聯接入一個合适的穩壓管，當線圈在導通狀态下切斷時，二極管就會吸收其電磁能釋放的高壓，所以當開關斷開時，開關的電弧也就被消除了。這個電路應用在工業上比較多，如一些較大功率的電磁吸控制電路就需要使用到它。

穩壓二極管的保護作用：例如一台電視的損壞臨界值是300V，母線電壓高于電器雖壞臨界電壓值時，通過穩壓管不同信号的反饋馬上啟動關機電路來進行對電器的保護。

（三）注意事項

1.由于二極管參數的離散性比較大，可将多隻穩壓二極管串聯使用，不得并聯使用。

2.溫度會影響半導體器件的性能，當環境溫度超過50℃時，溫度每升高1℃，應将最大耗散功率降低1%。

3.在焊接穩壓二極管時管腳必須在離管殼5mm以上處進行焊接，建議使用30W以下的電烙鐵進行焊接。若使用40～75W電烙鐵焊接時，焊接時間不宜過長盡量控制在十秒以内。

4.為了使穩壓二極管的電壓溫度系數得到補償，可以将穩壓二極管與矽二極管（包括矽穩壓二極管）串聯使用，所串的正向二極管不得超過三個，也可與特殊的溫度補償管串聯使用。

5.為了獲得較低的穩定電壓，可以選擇适當的穩壓二極管以相反極性方向串聯，再加以适當的工作電流來獲得。

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