穩壓管在電路中的作用

穩壓管知識詳解

穩壓二極管（又叫齊納二極管）是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)穩壓管。此二極管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。穩壓管在反向擊穿時(shí)，在一定的電流范圍內（或者說(shuō)在一定功率損耗范圍內），端電壓幾乎不變，表現出穩壓特性，因而廣泛應用于穩壓電源與限幅電路之中。

穩壓二極管是根據擊穿電壓來(lái)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。穩壓二極管可以串聯(lián)起來(lái)以便在較高的電壓上使用，通過(guò)串聯(lián)就可獲得更多的穩定電壓，稱(chēng)為雙向穩壓管。

穩壓管主要參數指標

指穩壓管通過(guò)額定電流時(shí)兩端產(chǎn)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。由于制造工藝的差別，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。

1、耗散功率Pz

反向電流通過(guò)穩壓二極管的PN結時(shí)，要產(chǎn)生一定的功率損耗，PN結的溫度也將升高。根據允許的PN結工作溫度決定出管子的耗散功率。通常小功率管約為幾百毫瓦至幾瓦。 [3]  最大耗散功率Pzm：是穩壓管的最大功率損耗取決于PN結的面積和散熱等條件。反向工作時(shí)，PN結的功率損耗為：Pz=Vz*Iz，由Pzm和Vz可以決定Izmax。

2、穩定電流Iz

最小穩定電流Izmin、大穩定電流Izmax穩定電流：工作電壓等于穩定電壓時(shí)的反向電流；最小穩定電流：穩壓二極管工作于穩定電壓時(shí)所需的最小反向電流；最大穩定電流：穩壓二極管允許通過(guò)的最大反向電流。

3、動(dòng)態(tài)電阻rz

其概念與一般二極管的動(dòng)態(tài)電阻相同，只不過(guò)穩壓二極管的動(dòng)態(tài)電阻是從它的反向特性上求取的。rz愈小，反映穩壓管的擊穿特性愈陡。 rz=△Vz/△Iz。

4、溫度系數Ctv

溫度的變化將使VZ改變，在穩壓管中，當|VZ|>7V時(shí)，Vz具有正溫度系數，反向擊穿是雪崩擊穿。 當|Vz|<4V時(shí)，VZ具有負溫度系數，反向擊穿是齊納擊穿。

當4V<|Vz|<7V時(shí)，穩壓管可以獲得接近零的溫度系數。這樣的穩壓二極管可以作為標準穩壓管使用。

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%。

5、動(dòng)態(tài)電阻Rz

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(dòng)態(tài)電阻則愈小。例如，2CW7C穩壓管的工作電流為5mA時(shí)，Rz為18Ω；工作電流為10mA時(shí)，Rz為8Ω;為20mA時(shí)，Rz為2Ω。Rz=DVz/DIz，Rz愈大，反映穩壓管的擊穿特性愈陡。

6、漏電流IR

指穩壓二極管在規定的反向電壓下產(chǎn)生的漏電流。例如2CW58穩壓管的VR=1V時(shí)，IR=0.1uA;在VR=6V時(shí)，IR=10uA。

穩壓管在電路中的作用

穩壓管在電路中的作用一共有3點(diǎn)，如下：

1、浪涌保護電路：穩壓管在準確的電壓下?lián)舸?，這就使得它可作為限制或保護之元件來(lái)使用，因為各種電壓的穩壓二極管都可以得到，故對于這種應用特別適宜。穩壓二極管D是作為過(guò)壓保護器件。只要電源電壓VS超過(guò)二極管的穩壓值D就導通，使繼電器J吸合負載RL就與電源分開(kāi)。

2、電視機里的過(guò)壓保護電路：EC是電視機主供電壓。當EC電壓過(guò)高時(shí)，D導通，三極管BG導通，其集電極電位將由原來(lái)的高電平(5V)變?yōu)榈碗娖?，通過(guò)待機控制線(xiàn)的控制使電視機進(jìn)入待機保護狀態(tài).。

3、電弧抑制電路：在電感線(xiàn)圈上并聯(lián)接入一只合適的穩壓二極管(也可接入一只普通二極管原理一樣)的話(huà)，當線(xiàn)圈在導通狀態(tài)切斷時(shí)，由于其電磁能釋放所產(chǎn)生的高壓就被二極管所吸收，所以當開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)的電弧也就被消除了。這個(gè)應用電路在工業(yè)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。

穩壓二極管（又叫齊納二極管）是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)穩壓管。此二極管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。穩壓管在反向擊穿時(shí)，在一定的電流范圍內（或者說(shuō)在一定功率損耗范圍內），端電壓幾乎不變，表現出穩壓特性，因而廣泛應用于穩壓電源與限幅電路之中。穩壓二極管是根據擊穿電壓來(lái)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。穩壓二極管可以串聯(lián)起來(lái)以便在較高的電壓上使用，通過(guò)串聯(lián)就可獲得更多的穩定電壓，稱(chēng)為雙向穩壓管。

穩壓管的工作原理電路圖

穩壓二極管工作原理一種用于穩定電壓的單結二極管。它的伏安特性，穩壓二極管符號如圖1所示。結構同整流二極管。加在穩壓二極管的反向電壓增加到一定數值時(shí)，將可能有大量載流子隧穿偽結的位壘，形成大的反向電流，此時(shí)電壓基本不變，稱(chēng)為隧道擊穿。當反向電壓比較高時(shí)，在位壘區內將可能產(chǎn)生大量載流子，受強電場(chǎng)作用形成大的反向電流，而電壓亦基本不變，為雪崩擊穿。因此，反向電壓臨近擊穿電壓時(shí)，反向電流迅速增加，而反向電壓幾乎不變。這個(gè)近似不變的電壓稱(chēng)為齊納電壓(隧道擊穿)或雪崩電壓(雪崩擊穿)。

圖1 穩壓二極管伏安特性曲線(xiàn)

圖2 等效電路理想模式

圖3 理想模式導通狀態(tài)常見(jiàn)的兩種穩壓電路接法

圖4 實(shí)際模式導通狀態(tài)

圖5 實(shí)際模式導通狀態(tài)常見(jiàn)的兩種穩壓接線(xiàn)電路

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