穩壓二極管是矽材料的面接觸型二極管,簡稱穩壓二極管。
二、穩壓二極管有什麼用?它在反向導通時,在一定的電流範圍内,端電壓幾乎不變,表現出穩壓特性,因此常用于穩壓電路、限幅電路。
三、穩壓二極管的特性曲線我們以1N4736A為例,測試它的特性曲線。
1、測試電路
圖1:測試電路
2、正向特性曲線
圖2:1N4736A正向特性曲線
可以看出,它與普通矽整流二極管的正向特性基本一緻,在0.5V~0.6V時導通。
3、反向特性曲線
圖3:1N4736A的反向特性曲線
從圖總可以看出,在反向6.8V電壓時反向擊穿,并保持在6.8V附近,起到了穩定電壓的作用,但是随着電流的增大,電壓會有一定程度的增加,因此穩壓二極管的穩壓精度并不高。
四、穩壓二極管重要參數1、穩壓值Vz
值穩壓二極管設計的穩定電壓值,通常是在一定電流Iz的情況下給出的,比如1N4736A穩定值Vz為6.8V,此時的電流Iz為37mA。也就是他的推薦工作條件。
2、穩定電流Iz
穩定電壓Vz與電流Iz的關系見圖4
圖4:穩壓值與穩壓電流的關系
從圖中可以看出,當電流比較小時,穩壓二極管不能擊穿,不能穩壓。當電流遠小于Iz時,電壓值也小于Vz,當電流在Iz附近時,穩壓值Vz接近6.8V,随着電流的增大,穩壓值略有上升。
3、動态電阻Rz
R z= ΔVz/ ΔIz
1W系列的動态電阻見圖5,0.5W系列的動态電阻見圖6。
圖5:1W系列動态電阻參數與分布特征
圖6:0.5W系列動态電阻的特征:
動态電阻的特征:
(1)、同一個穩壓二極管,随着電流的增大,Rz變小
(2)、通過參數表可以看出,不同型号的穩壓管分布有如下規律:
1W系列的穩壓管中1N4735的動态電阻最小,值為2歐姆,緊挨着它的型号動态電阻都比較小,越遠離它動态阻值越高,穩壓效果越差。
0.5W系列的穩壓管中1N5235的動态電阻最小,值為5歐姆,緊挨着它的型号動态電阻都比較小,越遠離它動态阻值越高,穩壓效果越差。
4、溫度系數
溫度變化一度,穩壓值的變化量就是溫度系數,公式如下:
α=ΔVz/ ΔT
圖7:穩壓二極管的溫度系數及其分布特征
圖7中可以看出溫度系數的特征:
2.4V~3.9V為負溫度系數,溫度升高穩壓值下降,絕對值較大
4.3V~5.1V為正負溫度系數,溫度系數可能是負,但是絕對值很小。
5.6V~200V為正溫度系數,溫度升高穩壓值變大,絕對值較大。
可以看出,1N5230 、1N5231有最小的溫度系數,綜合動态電阻特性,可以得出一個結論,0.5W的1N52XXX系列,4.7V-6.8V的穩壓管具有最好的穩壓特性和溫度特性。
五、穩壓二極管電路設計實例圖8為線性電源原理圖,輸出電壓為12,穩壓二極管作為基準使用,計算如下,根據前面的結論,我們選擇用1N5235,因為他的動态電阻最小,穩壓效果最好,同時溫度系數也比較小。
圖8:線性電源中穩壓二極管作為基準
查參數表可知,穩壓值為6.8V,穩壓電流為20mA,因此限流電阻值
R2=(12V-6.8V)/0.02A=260Ω
我們取标準之後261Ω。
最大準許電流 Imax=0.5/6.8=73mA,實際上因為環境溫度的關系,我們隻能使用到最電流的60%左右,約是44mA。
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