穩(wěn)壓管知識(shí)詳解

穩(wěn)壓二極管（又叫齊納二極管）是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡稱穩(wěn)壓管。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(dǎo)體器件。穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)，在一定的電流范圍內(nèi)（或者說在一定功率損耗范圍內(nèi)），端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性，因而廣泛應(yīng)用于穩(wěn)壓電源與限幅電路之中。

穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因?yàn)檫@種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓，稱為雙向穩(wěn)壓管。

穩(wěn)壓管主要參數(shù)指標(biāo)

指穩(wěn)壓管通過額定電流時(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)壓管的穩(wěn)壓值也不完全一致。例如，2CW51型穩(wěn)壓管的Vzmin為3.0V,Vzmax則為3.6V。

1、耗散功率Pz

反向電流通過穩(wěn)壓二極管的PN結(jié)時(shí)，要產(chǎn)生一定的功率損耗，PN結(jié)的溫度也將升高。根據(jù)允許的PN結(jié)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。 [3]  最大耗散功率Pzm：是穩(wěn)壓管的最大功率損耗取決于PN結(jié)的面積和散熱等條件。反向工作時(shí)，PN結(jié)的功率損耗為：Pz=Vz*Iz，由Pzm和Vz可以決定Izmax。

2、穩(wěn)定電流Iz

最小穩(wěn)定電流Izmin、大穩(wěn)定電流Izmax穩(wěn)定電流：工作電壓等于穩(wěn)定電壓時(shí)的反向電流；最小穩(wěn)定電流：穩(wěn)壓二極管工作于穩(wěn)定電壓時(shí)所需的最小反向電流；最大穩(wěn)定電流：穩(wěn)壓二極管允許通過的最大反向電流。

3、動(dòng)態(tài)電阻rz

其概念與一般二極管的動(dòng)態(tài)電阻相同，只不過穩(wěn)壓二極管的動(dòng)態(tài)電阻是從它的反向特性上求取的。rz愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。 rz=△Vz/△Iz。

4、溫度系數(shù)Ctv

溫度的變化將使VZ改變，在穩(wěn)壓管中，當(dāng)|VZ|>7V時(shí)，Vz具有正溫度系數(shù)，反向擊穿是雪崩擊穿。 當(dāng)|Vz|<4V時(shí)，VZ具有負(fù)溫度系數(shù)，反向擊穿是齊納擊穿。

當(dāng)4V<|Vz|<7V時(shí)，穩(wěn)壓管可以獲得接近零的溫度系數(shù)。這樣的穩(wěn)壓二極管可以作為標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓管使用。

例如2CW58穩(wěn)壓管的Ctv是+0.07%/°C，即溫度每升高1°C，其穩(wěn)壓值將升高0.07%。

5、動(dòng)態(tài)電阻Rz

指穩(wěn)壓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)壓管的工作電流為5mA時(shí)，Rz為18Ω；工作電流為10mA時(shí)，Rz為8Ω;為20mA時(shí)，Rz為2Ω。Rz=DVz/DIz，Rz愈大，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。

6、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)壓管的VR=1V時(shí)，IR=0.1uA;在VR=6V時(shí)，IR=10uA。

穩(wěn)壓管在電路中的作用

穩(wěn)壓管在電路中的作用一共有3點(diǎn)，如下：

1、浪涌保護(hù)電路：穩(wěn)壓管在準(zhǔn)確的電壓下?lián)舸@就使得它可作為限制或保護(hù)之元件來使用，因?yàn)楦鞣N電壓的穩(wěn)壓二極管都可以得到，故對(duì)于這種應(yīng)用特別適宜。穩(wěn)壓二極管D是作為過壓保護(hù)器件。只要電源電壓VS超過二極管的穩(wěn)壓值D就導(dǎo)通，使繼電器J吸合負(fù)載RL就與電源分開。

2、電視機(jī)里的過壓保護(hù)電路：EC是電視機(jī)主供電壓。當(dāng)EC電壓過高時(shí)，D導(dǎo)通，三極管BG導(dǎo)通，其集電極電位將由原來的高電平(5V)變?yōu)榈碗娖?，通過待機(jī)控制線的控制使電視機(jī)進(jìn)入待機(jī)保護(hù)狀態(tài).。

3、電弧抑制電路：在電感線圈上并聯(lián)接入一只合適的穩(wěn)壓二極管(也可接入一只普通二極管原理一樣)的話，當(dāng)線圈在導(dǎo)通狀態(tài)切斷時(shí)，由于其電磁能釋放所產(chǎn)生的高壓就被二極管所吸收，所以當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，開關(guān)的電弧也就被消除了。這個(gè)應(yīng)用電路在工業(yè)上用得比較多，如一些較大功率的電磁吸控制電路就用到它。

穩(wěn)壓二極管（又叫齊納二極管）是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡稱穩(wěn)壓管。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(dǎo)體器件。穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)，在一定的電流范圍內(nèi)（或者說在一定功率損耗范圍內(nèi)），端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性，因而廣泛應(yīng)用于穩(wěn)壓電源與限幅電路之中。穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因?yàn)檫@種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓，稱為雙向穩(wěn)壓管。

穩(wěn)壓管的工作原理電路圖

穩(wěn)壓二極管工作原理一種用于穩(wěn)定電壓的單結(jié)二極管。它的伏安特性，穩(wěn)壓二極管符號(hào)如圖1所示。結(jié)構(gòu)同整流二極管。加在穩(wěn)壓二極管的反向電壓增加到一定數(shù)值時(shí)，將可能有大量載流子隧穿偽結(jié)的位壘，形成大的反向電流，此時(shí)電壓基本不變，稱為隧道擊穿。當(dāng)反向電壓比較高時(shí)，在位壘區(qū)內(nèi)將可能產(chǎn)生大量載流子，受強(qiáng)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(shí)，反向電流迅速增加，而反向電壓幾乎不變。這個(gè)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 穩(wěn)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(dǎo)通狀態(tài)常見的兩種穩(wěn)壓電路接法

圖4 實(shí)際模式導(dǎo)通狀態(tài)

圖5 實(shí)際模式導(dǎo)通狀態(tài)常見的兩種穩(wěn)壓接線電路
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