穩壓二極管工作原理一種用于穩定電壓的單結二極管。它的伏安特性,穩壓二極管符号如圖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,将可能有大量載流子隧穿僞結的位壘,形成大的反向電流,此時電壓基本不變,稱為隧道擊穿。
當反向電壓比較高時,在位壘區内将可能産生大量載流子,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)。
圖1
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 理想模式導通狀态常見的兩種穩壓電路接法
圖4 實際模式導通狀态
圖5 實際模式導通狀态常見的兩種穩壓接線電路
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産生的穩定電壓值。該值随工作電流和溫度的不同而略有改變。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。例如,2CW51型穩壓管的Vzmin為3.0V, Vzmax則為3.6V。
2.Iz— 穩定電流。
指穩壓管産生穩定電壓時通過該管的電流值。低于此值時,穩壓管雖并非不能穩壓,但穩壓效果會變差;高于此值時,隻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— 動态電阻。
指穩壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值随工作電流的不同而改變,一般是工作電流愈大,動态電阻則愈小。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。
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— 電壓溫度系數。
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,其穩壓值将升高0.07%。
6.IR— 反向漏電流。
指穩壓二極管在規定的反向電壓下産生的漏電流。例如2CW58穩壓管的VR=1V時,IR=O.1uA;在VR=6V時,IR=10uA。
(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矽管。
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矽管。
4.要求耐高溫時選矽管。
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