穩壓二極體原理及使用_穩壓二極體怎麼使用(方法)

　　一、什麼是穩壓二極體

　　二極體由管芯、管殼和兩個電極構成。管芯就是一個PN結，在PN結的兩端各引出一個引線，並用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼，就構成了晶體二極體，如下圖所示。P區的引出的電極稱為正極或陽極，N區的引出的電極稱為負極或陰極。

　　

　　二、穩壓二極體原理

　　一般三極體都是正嚮導通，反向截止；加在二極體上的反向電壓如果超過二極體的承受能力，二極體就要擊穿損毀。但是有一種二極體，它的正向特性與普通二極體相同，而反向特性卻比較特殊：當反向電壓加到一定程度時，雖然管子呈現擊穿狀態，通過較大電流，卻不損毀，並且這種現象的重複性很好；只要管子處在擊穿狀態，儘管流過管子的電在變化很大， 而管子兩端的電壓卻變化極小起到穩壓作用。這種特殊的二極體叫穩壓管。

　　穩壓管的型號有2CW、2DW 等系列，它的電路符號如圖5－17所示。

　　

　　穩壓管的穩壓特性，可用圖5一18所示伏安特性曲線很清楚地表示出來。

　　

　　穩壓管是利用反向擊多區的穩壓特性進行工作的，因此，穩壓管在電路中要反向連接。穩壓管的反向擊穿電壓稱為穩定電壓，不同類型穩壓管的穩定電壓也不一

　　樣，某一型號的穩壓管的穩壓值固定在口定範圍。例 如：2CW11的穩壓值是3.2伏到4．5伏，其中某一隻管子的穩壓值可能是3．5伏，另一隻管子則可能是4，2伏。

　　在實際應用中，如果選擇不到穩壓值符合需要的穩壓管，可以選用穩壓值較低的穩壓管，然後串聯幾隻矽二極體「枕墊」，把穩定電壓提高到所需數值。這是利用矽二極體的正向壓降為0．6～0．7伏的特點來進行穩壓的。因此，二極體在電路中必須正向連接，這是與穩壓管不同的。

　　穩壓管穩壓性能的好壞，可以用它的動態電阻r來 表示：

　　

　　顯然，對於同樣的電流變化量ΔI，穩壓管兩端的電壓變化量ΔU越小，動態電阻越小，穩壓管性能就越好。

　　穩壓管的動態電阻是隨工作電流變化的，工作電流越大，動態電阻越小。因此，為使穩壓效果好，工作電流要選得合適。工作電流選得大些，可以減小動態電阻，但不能超過管子的最大允許電流（或最大耗散功率）。 各種型號管子的工作電流和最大允許電流，可以從手冊中查到。

　　穩壓管的穩定性能受溫度影響，當溫度變化時，它的穩定電壓也要發生變化，常用穩定電壓的溫度係數來表示，這種性能例如2CW19型穩壓管的穩定電壓Uw= 12伏，溫度係數為0.095%℃ ，說明溫度每升高1℃，其穩定電壓升高11.4毫伏。為提高電路的穩定性能，往往採用適當的溫度補償措施。在穩定性能要求很高時，需使用具有溫度補償的穩 壓，如2DW7A、2DW7W、2DW7C 等。

　　三、穩壓二極體怎麼使用（方法）

　　穩壓二極體工作條件

　　1、反向加在穩壓二極體上的電壓要大於穩壓管的穩壓值。

　　2、通過穩壓管的電流要達到其工作條件（也就是反向電流要足夠大，一般至少是幾個mA）。

　　穩壓二極體怎麼使用（方法）

　　1、Vz— 穩定電壓。

　　指穩壓管通過額定電流時兩端產生的穩定電壓值。該值隨工作電流和溫度的不同而略有改變。由於製造工藝的差別，同一型號穩壓管的穩壓值也不完全一致。從上面的datasheet可以知道，1N4727的Vz=3V， 1n4728的Vz=3.3V。

　　2、IzT— 穩定電流。

　　指穩壓管產生穩定電壓時通過該管的電流值。低於此值時，穩壓管雖並非不能穩壓，但穩壓效果會變差;高於此值時，只要不超過額定功率損耗，也是允許的，而且穩壓性能會好一些，但要多消耗電能。

　　3、rzJ— 動態電阻。

　　指穩壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變，一般是工作電流愈大，動態電阻則愈小。上面的datasheet可以知道，1N4727在Iz=1mA的時候，rzJ=400Ω。

　　4、Pz— 額定功耗。

　　由晶片允許溫升決定，其數值為穩定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩壓管的Vz為3V，Izm為20mA，則該管的Pz為60mWo

　　5、Ctv— 電壓溫度係數。

　　是說明穩定電壓值受溫度影響的參數。例如2CW58穩壓管的Ctv是+0.07%/°C，即溫度每升高 1°C，其穩壓值將升高0.07%。

　　6、IR— 反向漏電流。

　　指穩壓二極體在規定的反向電壓下產生的漏電流。例如2CW58穩壓管的VR=1V時，IR=O.1uA;在VR=6V時，IR=10uA。 對於穩壓二極體來說，穩壓二極體的反相就是二極體的正向，即穩壓二極體正端接正，負端接負，這樣的話與穩壓二極體的用法的接法相反，不起穩壓作用。

　　穩壓二極體接法

　　穩壓二極體電路限流電阻的選取

　　R太大，則Ir很小，當Il增大時，穩壓管的電流可能減小到臨界值以下，失去穩壓作用；

　　R太小，則Ir很大，當Rl很大或開路時，Ir都流向穩壓管，可能超過其允許定額而造成損壞。

　　公式：

　　

　　當兩者不能同時滿足時，說明在給定條件下已超出穩壓管的工作範圍，需限制輸入電壓Ui或負載電流Il的變化範圍，或選用更大容量的穩壓管。

　　Izmax：穩壓管允許的最大工作電流

　　Uzmax：電網電壓最高時的整流輸出電壓

　　Ilmax：負載電流的最大值

　　簡化計算

　　限流電阻主要考慮負載電流要多大，而不是是穩壓管最小工作電流，

　　（輸入電壓—穩壓電壓）/電路最大工作電流=限流電阻

　　（穩壓管最小工作電流一般可以忽略不計）。

　　還有一個參數要覆核，就是穩壓管的功率，在電路最小工作電流時，

　　穩壓管上分流的電流×穩壓值=穩壓管的功率，是否大於穩壓管極限功率。

　　穩壓二極體使用注意事項

　　1、要注意一般二極體與穩壓二極體的區別方法。不少的一般二極體，特別是玻璃封裝的管，外形顏色等與穩壓二極體較相似，如不細心區別，就會使用錯誤。區別方法是：看外形，不少穩壓二極體為園柱形，較短粗，而一般二極體若為園柱形的則較細長；看標誌，穩 壓二極體的外表面上都標有穩壓值，如5V6，表示穩壓值為5.6V；用萬用表進行測量，根據單向導電性，用X1K擋先把被測二極體的正負極性判斷出來，然後用X10K擋，黑表筆接二極體負極，紅表筆接二極體正極，測的阻值與X1K擋時相比，若出現的反向阻值很大，為一般二極體的可能性很大，若出現的反向阻值變得很小，則為穩壓二極體。

　　2、注意穩壓二極體正向使用與反向使用的區別。穩壓二極體正嚮導通使用時，與一般二極體正嚮導通使用時基本相同，正嚮導通後兩端電壓也是基本不變的，都約為0.7V。從理論上講，穩壓二極體也可正向使用做穩壓管用，但其穩壓值將低於1V，且穩壓性能也不好，一般不單獨用穩壓管的正嚮導通特性來穩壓，而是用反向擊穿特性來穩壓。反向擊穿電壓值即為穩壓值。有時將兩個穩壓管串聯使用，一個利用它的正向特性，另一個利用它的反向特性，則既能穩壓又可起溫度補償作用，以提高穩壓效果。

　　3、要注意限流電阻的作用及阻值大小的影響。在穩壓二極體穩壓電路中，一般都要串接一個電阻R，如圖1或2示。該電阻在電路中起限流和提高穩壓效果的作用。若不加該電阻即當R=0時，容易燒壞穩壓管，穩壓效果也會極差。限流電阻的阻值越大，電路穩壓性能越好，但輸入與輸出壓差也會過大，耗電也就越多。

　　4、要注意輸入與輸出的壓差。正常使用時，穩壓二極體穩壓電路的輸出電壓等於穩壓管反向擊穿後兩端的穩壓值，若輸入到穩壓電路中的電壓值小於穩壓管的穩壓值，則電路將失去穩壓作用，只有是大於關係時，才有穩壓作用，並且壓差越大，限流電阻的阻值也應越大，否則會損壞穩壓管。

　　5、穩壓管可串聯使用。幾個穩壓管串聯後，可獲得多個不同的穩壓值，故串聯使用較常見。下面舉例說明兩個穩壓管串聯使用後，如何求得穩壓值。若一個穩壓管的穩壓值為5.6V，另一個穩壓值為3.6V，設穩壓管正嚮導通時電壓均為0.7V，則串聯後共有四種不同的穩壓值。

　　6、穩壓管一般不並聯使用。幾個穩壓管並聯後，穩壓值將由最低（包括正嚮導通後的電壓值）的一個來決定。還是以上述兩個穩壓管為例，來說明穩壓值的計算方法。兩個並聯後共有四種情況，穩壓值只有兩個。除非特殊情況，穩壓二極體都不並聯使用。

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴