一、简介
稳压二极管(又叫齐纳二极管,英文名称Zener diode)是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管,简称稳压管。利用PN结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象。
二、符号
三、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。
四、主要参数 五、和二极管区别 二极管一般在正向电压下工作,稳压管则在反向击穿状态下工作,二者用法不同;普通二极管的反向击穿电压一般在40V以上,高的可达几百伏至上千伏,而且在伏安特性曲线反向击穿的一段不陡,即反向击穿电压的范围较大,动态电阻也比较大。对于稳压管,当反向电压超过其工作电压Vz(亦称齐纳电压或稳定电压)时,反向电流将突然增大,而器件两端的电压基本保持恒定。对应的反向伏安特性曲线非常陡,动态电阻很小。稳压管可用作稳压器、电压基准、过压保护、电平转换器等。 六、应用电路 6.1 简易稳压电路
此电路利用齐纳二极管的稳压特性,实现稳压,但输出电流很小。
UI=UR+UOU_I = U_R+U_OUI=UR+UO
IR=IDz+ILI_R = I_{D_z}+I_LIR=IDz+IL
6.2 改进型稳压电路
此电路利用齐纳二极管的稳压特性,实现稳压,可输出较大的电流。
6.3 LED指示灯的ESD保护电路
此电路利用齐纳二极管的反向偏置特性,防止LED受静电过高而损坏。
6.4 过压保护电路
如果输出电压过高,此电路中的齐纳二极管会导通,进而触发可控硅SCR对输入电压端进行限制。
6.5 信号限幅电路
如果输入信号过大,容易损坏运放OP,通过放置齐纳二极管可对Input信号的幅度大小进行限制。注意这种情况下,要选用反向漏电流很小的D1;而信号频率过高的话,还要考虑D1的等效电容要足够小。
七、选取原则
要求导通电压低时选锗管;
要求反向电流小时选硅管;
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;
要求反向击穿电压高时选硅管;
要求耐高温时选硅管。
稳压二极管的稳压值离散性很大,即使同一厂家同一型号产品,其稳定电压值也不完全一样,这一点在选用时应加以注意。对要求较高的电路,选用前应对稳压值进行检测。对于过电压保护的稳压二极管,其稳定电压的选定要依据保护电压的大小选用,其稳定电压值不能选的过大或过小,否则起不到电压保护的作用。在选用稳压二极管时,除了要注意稳定电压、最大工作电流等参数外,还要注意选用动态电阻较小的稳压二极管,因为动态电阻越小,稳压性能越好。使用稳压管时应注意,二极管的反向电流不能无限增大,否则会导致二极管的过热损坏。因此,稳压管在电路中一般需要串联限流电阻。选用稳压二极管时,要根据具体电子电路来考虑,简单的并联稳压电源,输出电压就是稳压二极管的稳定电压。
• 由 Leung 写于 2021 年 10 月 21 日
• 参考:元件科普之稳压管
稳压管的使用与选取
稳压管稳压电路基本理解