稳压管学习

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1、稳压二极管学习现在貌似常用的稳压二极管主要是半导体硅，如果二极管工作在反向击穿 区，则当反向电流由一个比较大的变化量时，罐子两端相应的电压变化量却很小， 利用这一点，可以实现“稳压”作用，稳压管实质上也是一种二极管，但是工作 在反向击穿区。 这里有个条件就是反向加压不得超过管子的反向耐压值。实验 发现，只要限制反向电流值，管子虽然被击穿但是也不会被烧毁，而且还发现， 管子反向击穿后，电流从大往小变，电压只有很微小的下降，一直降到某个电流 值后电压才随着电流的下降而急剧下降，稳压二极管就是这样子出来的。所以， 关键也是在设计好它的电流值。稳压二极管工作原理介绍稳压二极管（齐纳二极管,Zener

2、diode）：是一种专门工作于反向（崩溃，Breakdown）区域的二极管，如有一适量的电流流 经此二极管，则其两端点间产生一固定不变的电压，名为：”稳压电压”，由于其 电压稳定，故被广泛用于稳压电路或用作参考电压源。崩溃现象：在PN结上，加以反向电压时，反向电流很小，叫反向饱和电流，当反向电压加 大到一定值时，反向电流会突然增加，这现象叫PN结的击穿。电路符号和曲线图：理想的等效实际的等效工作原理： 稳压二极管特性曲线中，当反向电压达到击穿电压后，二极管由截止转为导通， 此时的电流为最低稳压电流IZ(Min)，而形成的电压为最低稳压电压VZ(Min), 如继续加大反向电压，则电流便急速变大，

3、但稳压二极管有一定的最大可通过电 流IZ(Max)，若通过的电流超过IZ(Max),会损坏此二极管。(简单来说：反向电 压到达VZ后，相对电流不断增加，电压变化却很少。)，如下图：稳压二极管(又叫齐纳二极管)它的电路符号是:“一，稳压二极管是一种用 于稳定电压的单PN结二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有 很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很少的数值， 在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档 的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电

4、压。稳压管的应用：1、浪涌保护电路（如图 2）：稳压管在准确的电压下击穿，这就使得它可作为限制 或保护之元件来使用，因为各种电压的稳压二极管都可以得到，故对于这种应用 特别适宜。图中的稳压二极管D是作为过压保护器件。只要电源电压VS超过二 极管的稳压值D就导通。使继电器J吸合负载RL就与电源分开。Vs3RL2 徑n Rs2、电视机里的过压保护电路（如图 3）：EC 是电视机主供电压，当 EC 电压过高时，D导通，三极管BG导通，其集电极电位将由原来的高电平（5V）变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态。3、电弧抑制电路如图 4：在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管（也可接

5、入一只普通二极管原理一样）的话，当线圈在导通状态切断时，由于其电磁能释 放所产生的高压就被二极管所吸收，所以当开关断开时，开关的电弧也就被消除 了。这个应用电路在工业上用得比较多，如一些较大功率的电磁吸控制电路就用酗殳到它。4、串联型稳压电路（如图5）：在此电路中。串联稳压管BG的基极被稳压二极管D钳定在13V,那么其发射极就输出恒定的12V电压了。这个电路在很多场合下都有应用国产稳压二极管产品的分类：對辅矗式用邃直姑枸特点典规产品工作电压标 喇fc叫m国外对脸厲斤封轅臨压N螯硅a,E-43XU站萼aDWj-zDWisZE精密螯2DWrA5DW7C*GB + S离压P型哇2DW1302DWMS

6、N型磋SCWS-2CW3?a2.4-*&0lNSSSSB imsiB二极管的击穿通常有三种情况,即雪崩击穿、齐纳击穿和热击穿。（1）雪崩击穿对于掺杂浓度较低的 PN 结,结较厚,当外加反向电压高到一定数值时,因外电 场过强,使 PN 结内少数载流子获得很大的动能而直接与原子碰撞,将原子电离, 产生新的电子空穴对,由于链锁反应的结果,使少数载流子数目急剧增多,反向 电流雪崩式地迅速增大,这种现象叫雪崩击穿。雪崩击穿通常发生在高反压、低 掺杂的情况下。2）齐纳击穿对于采用高掺杂（即杂质浓度很大）形成的PN结，由于结很薄（如0.04“m即 使外加电压并不高（如4V）,就可产生很强的电场（如I ：）将

7、结内共价键中的价电子拉出来，产生大量的电子一空穴对，使反向电流剧增，这种现象叫 齐纳击穿（因齐纳研究而得名）。齐纳击穿一般发生在低反压、高掺杂的情况下。（ 3 ）热击穿在使用二极管的过程中，如由于PN结功耗（反向电流与反向电压之积）过大， 使结温升高，电流变大，循环反复的结果，超过PN结的允许功耗，使PN结击 穿的现象叫热击穿。热击穿后二极管将发生永久性损坏。对于硅PN结，击穿电压在7V以上的为雪崩击穿；4V以下的为齐纳击穿；在。 47V之间的两种情况都有。无论哪种击穿，只要控制反向电流的数值不致引起 热击穿，当反向电压下降到击穿电压以下，其性能可以恢复到未击穿前的状况。稳压管的主要参数：（

8、1） 稳定电压 VZVz稳压管反向击穿后其电流为规定值时它两端的电压值。不同型号的稳压管其 Vz的范围不同；同种型号的稳压管也常因工艺上的差异而有一定的分散性。所 以，Vz 一般给出的是范围值，例如2CW11的Vz在3.24.5V （测试电流为 10mA）。当然，二极管（包括稳压管）的正向导通特性也有稳压作用，但稳定 电压只有0.60. 8V，且随温度的变化较大，故一般不常用。（2）稳定电流IZIZ 是指稳压管正常工作时的参考电流。 Iz 通常在最小稳定电流 IZmin 与最大稳 定电流 IZmax 之间。其中 IZmin 是指稳压管开始起稳压作用时的最小电流，电 流低于此值时，稳压效果差；

9、IZmax 是指稳压管稳定工作时的最大允许电流，超 过此电流时，只要超过额定功耗，稳压管将发生永久性击穿。故一般要求 IZminV Iz V IZmax。3）动态电阻 rZ rZ是指在稳压管正常工作的范围内，电压的微变量与电流的微变量之比。rZ越小，表明稳压管性能越好。（4）额定功耗 PZPz是由管子温升所决定的参数，Pz=Vz IZmax。（5）温度系数aa是指Vz受温度影响的程度。硅稳压管在VZV4V时aVO；在VZ7V时，a0；在VZ = 47V时，a很小稳压二极管工作原理：稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。 这样，当把稳压 管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或

10、其它原因造成电路中各点电压变 动时，负载两端的电压将基本保持不变。稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示，如：ZD5表示编号为5的稳压管。故障特点：稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这 3 种故障中，前 一种故障表现出电源电压升高；后 2 种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不 稳定。常用稳压二极管的型号及稳压值如下表：型 号 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N47501N4751 1N4761 稳压值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 3

11、0V 75V 稳压管也是一种晶体二极管，它是利用 PN 结的击穿区具有稳定电压的特性来工 作的。稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。我们把这种类型的 二极管称为稳压管，以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。如图 画出了稳压管的伏安特性及其符号。疋向琼压裁动帝电阻jmJn穗圧隽的伏安特性及群射(1) 稳定电压Uz Uz就是PN结的击穿电压，它随工作电流和温度的不同而略有变 化。对于同一型号的稳压管来说，稳压值有一定的离散性。(2) 稳定电流Iz稳压管工作时的参考电流值。它通常有一定的范围，即 IzminIzmax。(3) 动态电阻 rz 它是稳压管两端电压变化与电流变化的比

12、值，如上图所示，即这 个数值随工作电流的不同而改变。通常工作电流越大，动态电阻越小，稳压性能 越好。(4) 电压温度系数 它是用来说明稳定电压值受温度变化影响的系数。不同型号的 稳压管有不同的稳定电压的温度系数，且有正负之分。稳压值低于 4v 的稳压管， 稳定电压的温度系数为负值；稳压值高于6v的稳压管，其稳定电压的温度系数 为正值；介于 4V 和 6V 之间的，可能为正，也可能为负。在要求高的场合，可 以用两个温度系数相反的管子串联进行补偿（如 2DW7）。（5）额定功耗 Pz 前已指出，工作电流越大，动态电阻越小，稳压性能越好，但是 最大工作电流受到额定功耗Pz的限制，超过P2将会使稳压管损坏。选择稳压管时应注意：流过稳压管的电流Iz不能过大，应使IzSlzmax，否则会 超过稳压管的允许功耗，Iz也不能太小，应使IzIzmin，否则不能稳定输出电压， 这样使输入电压和负载电流的变化范围都受到一定限制。下图示出了稳压管工作 时的动态等效电路，图中二极管为理想二极管。（三）选择二极管的基本原则1. 要求导通电压低时选锗管;要求反向电流小时选硅管。2. 要求导通电流大时选面结合型;要求工作频率高时选点接触型。3. 要求反向击穿电压高时选硅管。4. 要求耐高温时选硅管。