稳压二极管详解

目录

1. 工作原理

2. 稳压二极管的伏安特性曲线

3. 正向特性:

4. 反向特性

5. 稳定电压(Vz)

6. 动态电阻(rz)

7.最大耗散功率(PzM)

8. 最大稳定工作电流(IzMAX)和最小稳定工作电流(IzMIN)

9. 稳定电压温度系数(αVZ)

10. 常见型号


1. 工作原理

稳压二极管(也称为稳压管或Zener二极管)是一种特殊的半导体器件,它是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管,其工作原理和重要参数如下:

工作原理稳压二极管具有一个PN结,与普通二极管不同,稳压二极管设计用于在反向击穿状态下工作而不损坏。当稳压二极管两端的电压达到其稳定电压(反向击穿电压)时,即使流过二极管的电流发生变化,其两端的电压也能保持相对稳定,从而实现稳压功能。

2. 稳压二极管的伏安特性曲线

稳压二极管的伏安特性曲线描述了稳压二极管在不同电压和电流下的电气特性。以下是稳压二极管伏安特性曲线的主要特点:

3. 正向特性:

稳压二极管的正向特性与普通二极管类似。在正向偏置状态下,随着正向偏压的增加,正向电流迅速增加,但由于正向压降(VF)较小(通常在0.3V到0.7V之间),这个正向偏置状态在实际应用中的价值不大。

4. 反向特性

在反向偏置状态下,当反向电压低于稳压二极管的反向击穿电压(Vz)时,反向电阻很大,反向漏电流极小。

当反向电压接近稳压二极管的临界击穿电压时,反向电流会骤然增大,这一现象称为击穿。在击穿点上,反向电阻骤降至很小的值。

即使电流在很大的范围内变化,二极管两端的电压也能基本保持稳定在击穿电压附近,这是稳压二极管实现稳压功能的关键。

5. 稳定电压(Vz)

稳定电压是指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。这个值会随着工作电流和温度的不同而略有变化。

6. 动态电阻(rz)

动态电阻是指稳压二极管在反向特性上的电阻变化。Rz越小,反映稳压管的击穿特性越陡,即稳压性能越好。

7.最大耗散功率(PzM)

稳压管的最大功率损耗取决于PN结的面积和散热等条件。反向工作时,PN结的功率损耗为Pz=VzIz,由PzM和Vz可以决定Izmax。

8. 最大稳定工作电流(IzMAX)和最小稳定工作电流(IzMIN)

稳压管的最大稳定工作电流取决于最大耗散功率,即Pzmax=VzIzmax。而Izmin对应Vzmin。若Iz<Izmin,则不能稳压。

9. 稳定电压温度系数(αVZ)

温度的变化将使Vz改变,在稳压管中,当|Vz|>7V时,Vz具有正温度系数,反向击穿是雪崩击穿。当|Vz|<4V时,Vz具有负温度系数,反向击穿是齐纳击穿。这些特性共同定义了稳压二极管的电气行为,使其能够在电路中提供稳定的电压参考。

稳压二极管广泛应用于稳压电源、限幅电路、过压保护电路、补偿电路等。它们可以用于构建直流稳压电路、串联型稳压电路、温度补偿电路、电子滤波器以及浪涌保护电路等。

10. 常见型号

稳压二极管的常见型号包括1N47xx系列,如1N4728(3.3V)、1N4729(3.6V)、1N4730(3.9V)等,以及1N4000系列中的高耐压型号,如1N4130(68V)、1N4131(75V)等。此外,还有HITACHI(日立)品牌的0.5W稳压二极管,如HZ3A1(2.52.7V)、HZ3B1(2.83.0V)等。这些型号的稳压二极管因其特定的稳定电压值而被用于不同的电路设计中,以提供精确的电压稳定和保护。

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