齊納二極體穩壓電路_齊納二極體為什麼能夠穩壓

2020-12-05 電子發燒友

　　一、齊納二極體

　　穩壓二極體，英文名稱Zener diode，又叫齊納二極體。利用pn結反向擊穿狀態，其電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變的現象，製成的起穩壓作用的二極體。此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數值，在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定，穩壓二極體是根據擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。穩壓二極體可以串聯起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯就可獲得更高的穩定電壓。

　　

　　原理

　　穩壓二極體的伏安特性曲線的正向特性和普通二極體差不多，反向特性是在反向電壓低於反向擊穿電壓時，反向電阻很大，反向漏電流極小。但是，當反向電壓臨近反向電壓的臨界值時，反向電流驟然增大，稱為擊穿，在這一臨界擊穿點上，反向電阻驟然降至很小值。儘管電流在很大的範圍內變化，而二極體兩端的電壓卻基本上穩定在擊穿電壓附近，從而實現了二極體的穩壓功能。

　　主要參數

　　1、Uz— 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。例如，2CW51型穩壓管的Vzmin為3.0V， Vzmax則為3.6V。

　　2、Iz— 額定電流

　　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、Rz— 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。例如，2CW7C穩壓管的工作電流為 5mA時，Rz為18Ω;工作電流為1OmA時，Rz為8Ω;為20mA時，Rz為2Ω ; 》 20mA則基本維持此數值。

　　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、α---溫度係數

　　如果穩壓管的溫度變化，它的穩定電壓也會發生微小變化，溫度變化1℃所引起管子兩端電壓的相對變化量即是溫度係數（單位：﹪/℃）。一般說來穩壓值低於6V屬於齊納擊穿，溫度係數是負的；高於6V的屬雪崩擊穿，溫度係數是正的。溫度升高時，耗盡層減小，耗盡層中，原子的價電子上升到較高的能量，較小的電場強度就可以把價電子從原子中激發出來產生齊納擊穿，因此它的溫度係數是負的。雪崩擊穿發生在耗盡層較寬電場強度較低時，溫度增加使晶格原子振動幅度加大，阻礙了載流子的運動。這種情況下，只有增加反向電壓，才能發生雪崩擊穿，因此雪崩擊穿的電壓溫度係數是正的。這就是為什麼穩壓值為15V的穩壓管其穩壓值隨溫度逐漸增大的，而穩壓值為5V的穩壓管其穩壓值隨溫度逐漸減小的原因。例如2CW58穩壓管的溫度係數是+0.07%/°C，即溫度每升高1°C，其穩壓值將升高0.07%。

　　對電源要求比較高的場合，可以用兩個溫度係數相反的穩壓管串聯起來作為補償。由於相互補償，溫度係數大大減小，可使溫度係數達到0.0005%/℃。

　　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。

　　應用

　　1、典型的串聯型穩壓電路

　　在此電路中，三極體T的基極被穩壓 二極體D穩定在13V，那麼其發射極就輸出恆定的13-0.7=12.3V電壓了，在一定範圍內，無論輸入電壓升高還是降低，無論負載電阻大小變化，輸出電壓都保持不變。這個電路在很多場合下都有應用。7805就是一種串聯型集成穩壓電路，可以輸出5V的電壓。7805-7824可以輸出5-24V電壓。在很多電器上都有應用。

　　

　　2、電視機裡的過壓保護電路

　　115V是電視機主供電電壓，當電源輸出電壓過高時，D導通，三極體T導通，其集電極電位將由原來的高電平（5V）變為低電平，通過待機控制線的電壓使電視機進入待機保護狀態。

　　3、電弧抑制電路

　　在電感線圈上並聯接入一隻合適的穩壓二極體（也可接入一隻普通二極體原理一樣）的話，當線圈在導通狀態切斷時，由於其電磁能釋放所產生的高壓就被二極體所吸收，所以當開關斷開時，開關的電弧也就被消除了。這個應用電路在工業上用得比較多，如一些較大功率的電磁吸控制電路就用到它。

　　二、齊納二極體穩壓電路

　　由矽穩壓管組成的簡單穩壓電路如圖5- l9（a）所示。矽穩壓管DW與負載Rfz，並聯，R1為限流電阻。

　　

　　這個電路是怎樣進行穩壓的呢？

　　若電網電壓升高，整流電路的輸出電壓Usr也隨之升高，引起負載電壓Usc 升高。由於穩壓管DW與負載Rfz並聯，Usc 只要有根少一點增長，就會使流過穩壓管的電流急劇增加，使得I1也增大，限流電阻R1上的電壓降增大，從而抵消了Usr的升高，保持負載電壓Usc 基本不變。反之，若電網電壓降低，引起Usr下降，造成Usc 也下降，則穩壓管中的電流急劇減小，使得I1減小，R1上的壓降也減小，從而抵消了Usr的下降，保持負載電壓Usc 基本不變。

　　若Usr 不變而負載電流增加，則R1上的壓降增加，造成負載電壓Usc 下降。Usc 只要下降一點點，穩壓管中的電流就迅速減小，使R1上的壓降再減小下來，從而保持R1上的壓降基本不變，使負載電壓Usc 得以穩定。

　　

　　綜上所述可以看出，穩壓管起著電流的自動調節作 用，而限流電阻起著電壓調整作用。穩壓管的動態電阻越小，限流電阻越大，輸出電壓的穩定性越好。

　　三、齊納二極體為什麼能夠穩壓

　　穩壓二極體，此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數值，在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定，穩壓二極體是根據擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩壓管主要被作為穩壓器件或電壓基準元件使用。

　　穩壓二極體的特點就是反向通電尚未擊穿前，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當把穩壓管接入電路以後，若由於電源電壓發生波動，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負載兩端的電壓將基本保持不變。穩壓二極體在電路中常用「ZD」加數字表示，如：ZD5表示編號為5的穩壓管。

　　

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

相關焦點

  • 齊納二極體原理
    大多數肖特基二極體在金屬－矽交界面邊緣有一個很明顯的斷層。電場強化能極大的降低肖特基二極體的測量擊穿電壓，除非有特別的措施能削弱Schottky barrier邊緣的電場。 圖1.16是以上所討論的所有的電路符號。PN結用一根直線代表陰極，而肖特基二極體和齊納二極體則對陰極端做了一些修飾。
  • 關於齊納二極體的使用經驗
    齊納二極體（Zener diode），又叫穩壓二極體，利用PN結反向擊穿狀態，其電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變，因此，常用來製成起穩壓作用的二極體。很多初學者常常不能從根本上很好地理解其工作過程，因此，在應用上帶來困惑。在通常情況下，反向偏置的PN結中只有一個很小的電流。
  • 齊納二極體
    齊納二極體（Zener diode）：穩壓二極體  利用pn結反向擊穿狀態，其電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變的現象
  • 齊納二極體在LED發光二極體方面的應用
    1、什麼是齊納二極體？齊納二極體，我們經常稱為穩壓二極體, 這是一種在反向特性擊穿前具有高組態的半導體器件，但是在擊穿後會呈現低阻態 ，到達低阻態時候隨著電流的增加電壓卻維持在一個恆定值。我們稱此時的這個電壓齊納電壓或雪崩電壓 。
  • 穩壓二極體怎麼看功率,穩壓二極體參數詳解
    什麼是穩壓二極體 　　穩壓二極體，英文名稱Zener diode，又叫齊納二極體。利用pn結反向擊穿狀態，其電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變的現象，製成的起穩壓作用的二極體。 此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數值，在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定，穩壓二極體是根據擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。
  • 齊納二極體穩壓器ADALM2000應用示例
    圖1中的齊納二極體穩壓器提供了一種非常簡單的方法來將負載電壓VL保持與齊納二極體的反向擊穿電壓相同的值，只要負載電阻RL保持在高於某一下限。（1N4735或類似產品）指導使用1N4735 6.2 V齊納二極體在無焊麵包板上構建圖1所示電路。
  • 穩壓二極體的作用
    導讀：穩壓二極體，顧名思義就是用來穩定電壓的二極體，那麼接下來看看穩壓二極體到底有哪些作用吧~~~本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/271413.htm　　穩壓二極體，英文名稱Zener diode
  • 齊納二極體有哪些應用?
    穩壓二極體(又叫齊納二極體)，在電路圖中常用「ZD」加數字表示，如：ZD5 表示編號為5的穩壓管。此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件.在這臨界擊穿點上,反向電阻降低到一個很少的數值,在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定,穩壓二極體是根據擊穿電壓來分檔的,因為這種特性,穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用.1、穩壓二極體的穩壓原理：穩壓二極體的特點就是擊穿後，其兩端的電壓基本保持不變。
  • 穩壓二極體工作原理
    穩壓二極體(又叫齊納二極體)它的電路符號如上，穩壓二極體是一種用於穩定電壓的單PN結二極體。此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很少的數值，在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定，穩壓二極體是根據擊穿電壓來分檔的，因這種特性，穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。從而工程師們製造了更多種穩壓值的穩壓管，以供市場需求。
  • 我們用了 50 年的齊納二極體,為什麼依然「寶刀未老」?
    齊納二極體作為電壓基準和穩壓器在電路設計中被採用，已有半個多世紀的歷史，目前它仍然是被廣泛應用的體積小巧、價格低廉的低電流電源的穩壓器。本文回顧了齊納二極體的發展歷史，說明了齊納二極體的的工作原理，並對齊納二極體的應用進行了詳細的介紹，同時還介紹了一種針對低電流電路的雙端子電壓基準（也稱為帶隙基準）解決方案。
  • 我們用了50年的齊納二極體,為什麼依然「寶刀未老」?
    齊納二極體作為電壓基準和穩壓器在電路設計中被採用，已有半個多世紀的歷史。本文回顧了齊納二極體的發展歷史，說明了齊納二極體的的工作原理，並對齊納二極體的應用進行了詳細的介紹，幫助讀者全面深入了解齊納二極體這種體積小巧、價格低廉的低電流電源的穩壓器。
  • 補救無負載過壓狀態,理清電阻齊納二極體性能
    就多輸出反向而言，可利用控制電路反饋來嚴格穩壓一個輸出電壓（一般為最高功率輸出）。我們一般通過將變壓器繞組與主穩壓繞組緊密耦合，來添加額外的輸出。我們可能會添加一些線性穩壓器或 DC/DC 開關，或者不對輸出進行穩壓。最後一種選項最為有效，但很多時候在輸出重或輕負載而主輸出電壓的負載卻相反時，電壓穩壓承受巨大的負擔。這種交叉穩壓問題主要取決於變壓器漏電和繞組結構，也取決於其它寄生電路組件。
  • 用齊納二極體製作一個最簡單的過電壓報警器
    這是一個穩壓二極體，又叫齊納二極體，這個的穩壓值是4.3伏。它是利用二極體的反向擊穿原理製作的，有各種穩壓值。右側端有黑色標記的是負極，左側端是正極。其它材料：一個紅色發光二極體、兩顆螺絲釘、一塊塑料板、一些細導線。工具：剪刀鉗子和熱熔膠槍。
  • 穩壓二極體使用電路圖
    穩壓二極體概述穩壓二極體又叫齊納二極體。
  • 穩壓二極體基礎知識及其應用電路分析
    穩壓二極體（zener diode），也稱齊納二極體，與普通二極體不同的是，穩壓二極體工作在反向擊穿狀態時，它的工作電流在很大範圍內變化而其兩端的電壓基本不變
  • 【基礎】齊納二極體有哪些應用
    穩壓二極體(又叫齊納二極體)，在電路圖中常用「ZD」加數字表示，如：ZD5 表示編號為5的穩壓管。
  • 我們用了50年的齊納二極體,為什麼依然「寶刀未老」?​
    齊納二極體作為電壓基準和穩壓器在電路設計中被採用，已有半個多世紀的歷史。當時線性穩壓電源電路的首選是基於齊納二極體，所以我的科技節項目使用的正是這種元件。我的設計採用了Motorola Semiconductor的多個齊納二極體，結合一些大的傳輸電晶體一起產生三個穩定的供電電壓，包括用於RTL IC的3.6V供電電壓。
  • 穩壓二極體的原理,具體應用電路又是什麼樣的?
    穩壓二極體又叫齊納二極體，是利用其pn結反向擊穿狀態，電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變的現象，製成的主要起穩壓作用的二極體。⑥IR— 反向漏電流穩壓二極體在規定的反向電壓下產生的漏電流。4.實際應用電路①穩壓電路
  • 【每日一問】如何判斷齊納二極體的好壞以及電氣特性?
    上期原文章點我穩壓二極體，英文名稱Zener diode，又叫齊納二極體。利用pn結反向擊穿狀態，其電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變的現象，製成的起穩壓作用的二極體。此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數值，在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定，穩壓二極體是根據擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。穩壓二極體可以串聯起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯就可獲得更高的穩定電壓。
  • 1N4728A-Z1330A齊納二極體,DO-41封裝,標稱齊納電壓3.3V-330V
    所謂齊納二極體，又稱為穩壓二極體，是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。穩壓二極體是一種特殊的單PN界面二極體，它在不同電流下電壓相對的穩定。因為這項特性，使此元件廣泛應用在電路的穩壓上。