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稳压二极管是如何稳压_稳压二极管工作原理是什么

2018年01月03日 16:37 电子发烧友整理 作者: 用户评论(0

稳压二极管(又叫齐纳二极管),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,因这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。从而工程师们制造了更多种稳压值的稳压管,以供市场需求。

稳压二极管是如何稳压----稳压二极管的工作原理

晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时,p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。

稳压二极管是如何稳压_稳压二极管工作原理是什么

稳压二极管电路图

若电网电压升高,整流电路的输出电压Usr也随之升高,引起负载电压Usc升高。由于稳压管DW与负载Rfz并联,Usc只要有根少一点增长,就会使流过稳压管的电流急剧增加,使得I1也增大,限流电阻R1上的电压降增大,从而抵消了Usr的升高,保持负载电压Usc基本不变。反之,若电网电压降低,引起Usr下降,造成Usc也下降,则稳压管中的电流急剧减小,使得I1减小,R1上的压降也减小,从而抵消了Usr的下降,保持负载电压Usc基本不变。

若Usr不变而负载电流增加,则R1上的压降增加,造成负载电压Usc下降。Usc只要下降一点点,稳压管中的电流就迅速减小,使R1上的压降再减小下来,从而保持R1上的压降基本不变,使负载电压Usc得以稳定。

稳压二极管是如何稳压----主要参数

1)稳定电压Uz

稳定电压就是稳压二极管在反向击穿区时的工作电压,管子两端的电压值。这个数值随工作电流和温度的不同略有改变,即使同一型号的稳压二极管,稳定电压值也有一定的分散性,例如2CW14硅稳压二极管的稳定电压为6~7.5V。

2)耗散功率Pz

反向电流通过稳压二极管的PN结时,要产生一定的功率损耗,PN结的温度也将升高。根据允许的PN结工作温度决定出管子的耗散功率。通常小功率管约为几百毫瓦至几瓦。最大耗散功率Pzm:是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=Vz*Iz,由Pzm和Vz可以决定Izmax。

3)稳定电流Iz

最小稳定电流Izmin、大稳定电流Izmax稳定电流:工作电压等于稳定电压时的反向电流;最小稳定电流:稳压二极管工作于稳定电压时所需的最小反向电流;最大稳定电流:稳压二极管允许通过的最大反向电流。

稳压二极管是如何稳压_稳压二极管工作原理是什么

动态电阻rz其概念与一般二极管的动态电阻相同,只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。rz愈小,反映稳压管的击穿特性愈陡。rz=△Vz/△Iz

4)温度系数

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。

当4V<|Vz|<7V时,稳压管可以获得接近零的温度系数。这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用。

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( 发表人:李建兵 )

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