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五月 21 2020

稳压二极管的工作原理

  稳压二极管,英文名称Zener diode,又叫齐纳二极管。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,制成的起稳压作用的二极管。稳压二极管主要被作为稳压器或电压基准元件使用,其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高的稳定电压。

  1.工作原理

  稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多,反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。但是,当反向电压临近反向电压的临界值时,反向电流骤然增大,称为击穿,在这一临界击穿点上,反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化,而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近,从而实现了二极管的稳压功能。

稳压二极管的伏安特性曲线

  稳压二极管的伏安特性曲线

  2.主要参数

  (1)稳定电压(Uz)

  指稳压二极管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别,同一型号稳压二极管的稳压值也不完全一致。例如,2CW51型稳压二极管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。

  (2)额定电流(Iz)

  指稳压二极管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时,稳压二极管虽并非不能稳压,但稳压效果会变差;高于此值时,只要不超过额定功率损耗,也是允许的,而且稳压性能会好一些,但要多消耗电能。

  (3)动态电阻(Rz)

  指稳压二极管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变,一般是工作电流愈大,动态电阻则愈小。例如,2CW7C稳压二极管的工作电流为 5mA时,Rz为18Ω;工作电流为1OmA时,Rz为8Ω;为20mA时,Rz为2Ω ; > 20mA则基本维持此数值。

  (4)额定功耗(Pz)

  由芯片允许温升决定,其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压二极管的Vz为3V,Izm为20mA,则该管的Pz为60mWo

  (5)反向漏电流(IR)

  指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压二极管的VR=1V时,IR=O.1uA;在VR=6V时,IR=10uA。

  (6)温度系数(α)

  如果稳压二极管的温度变化,它的稳定电压也会发生微小变化,温度变化1℃所引起管子两端电压的相对变化量即是温度系数(单位:﹪/℃)。一般说来稳压值低于6V属于齐纳击穿,温度系数是负的;高于6V的属雪崩击穿,温度系数是正的。温度升高时,耗尽层减小,耗尽层中,原子的价电子上升到较高的能量,较小的电场强度就可以把价电子从原子中激发出来产生齐纳击穿,因此它的温度系数是负的。雪崩击穿发生在耗尽层较宽电场强度较低时,温度增加使晶格原子振动幅度加大,阻碍了载流子的运动。这种情况下,只有增加反向电压,才能发生雪崩击穿,因此雪崩击穿的电压温度系数是正的。

稳压二极管

稳压二极管

  以上就是稳压二极管的工作原理以及主要参数介绍了。稳压二极管在使用时,管脚必须在离管壳5mm 以上处进行焊接,最好使用 30W 以下的电烙铁进行焊接。若使用 40~75W 电烙铁焊接时,焊接时间应不超过 8~10s。尽量使用内装焊料的焊锡丝焊接,不要使用大块焊锡加松香的方法。

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