齐纳二极管(又叫稳压二极管)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.其伏安特性,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压。
齐纳二极管不同于锗二极管的是:如果反向电压,有时简称为“偏压”增加到某个特殊值,对于一个微小偏压的变化,就会使电流产生一个可观的增加。引起这种效应的电压称为“击穿”电压或“齐纳”电压。
在使用稳压二极管时,要重点关注如下几个参数:
(1)稳定电压Vz:稳定电压就是稳压二极管在正常工作时,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,既是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PM: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。
(4)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
(5)稳定电压温度系数:温度的变化将使VZ改变,在稳压管中,当|VZ| >7 V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。
稳压二极管的检测
(1)正、负电极的判别 从外形上看,金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形,负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极,另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管,也可以用万用表判别其极性,测量的方法与普通二极管相同,即用万用表R×1k档,将两表笔分别接稳压二极管的两个电极,测出一个结果后,再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中,阻值较小那一次,黑表笔接的是稳压二极管的正极,红表笔接的是稳压二极管的负极。
若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大,则说明该二极管已击穿或开路损坏。
限流电阻R的选择:
(1)当I0=I0min、VI=VImax时要求:
(2)当I0=I0max、VI=VImin时要求:
故R的取值范围为:
稳压二极管的选用
稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。
选用的稳压二极管,应满足应用电路中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同,稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右