穩(wěn)壓二極管的工作原理、主要參數(shù)及應(yīng)用實(shí)例

一.工作原理

穩(wěn)壓二極管，是指利用PN結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。

穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線的正向特性和普通二極管差不多，反向特性是在反向電壓低于反向擊穿電壓時(shí)，反向電阻很大，反向漏電流極小。但是，當(dāng)反向電壓臨近反向電壓的臨界值時(shí)，反向電流驟然增大，稱為擊穿，在這一臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻驟然降至很小值。盡管電流在很大的范圍內(nèi)變化，而二極管兩端的電壓卻基本上穩(wěn)定在擊穿電壓附近，從而實(shí)現(xiàn)了二極管的穩(wěn)壓功能。

二.主要參數(shù)

1N4727 DataSheet截起圖:

Bzt52c2v0 DataSheet截起圖:

1.Vz— 穩(wěn)定電壓。

指穩(wěn)壓管通過額定電流時(shí)兩端產(chǎn)生的穩(wěn)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(hào)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值也不完全一致。從上面的datasheet可以知道，Bzt52c2v4的VZT,最小值為2.2,最大值為2.6,相差0.4V.

2.IzT— 穩(wěn)定電流。

指穩(wěn)壓管產(chǎn)生穩(wěn)定電壓時(shí)通過該管的電流值。低于此值時(shí)，穩(wěn)壓管雖并非不能穩(wěn)壓，但穩(wěn)壓效果會(huì)變差;高于此值時(shí)，只要不超過額定功率損耗，也是允許的，而且穩(wěn)壓性能會(huì)好一些，但要多消耗電能。

3.rzJ— 動(dòng)態(tài)電阻。

指穩(wěn)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。上面的datasheet可以知道，1N4727在Iz=1mA的時(shí)候，rzJ=400Ω。

4.Pz— 額定功耗。

由芯片允許溫升決定，其數(shù)值為穩(wěn)定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩(wěn)壓管的Vz為3V，Izm為20mA，則該管的Pz為60mWo

5.Ctv— 電壓溫度系數(shù)。

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

6.IR— 反向漏電流。

指穩(wěn)壓二極管在規(guī)定的反向電壓下產(chǎn)生的漏電流。例如2CW58穩(wěn)壓管的VR=1V時(shí)，IR=O.1uA;在VR=6V時(shí)，IR=10uA。對(duì)于穩(wěn)壓二極管來說，穩(wěn)壓二極管的反相就是二極管的正向，即穩(wěn)壓二極管正端接正，負(fù)端接負(fù)，這樣的話與穩(wěn)壓二極管的用法的接法相反，不起穩(wěn)壓作用。

三.應(yīng)用實(shí)例

需要明確兩個(gè)問題:

1)穩(wěn)壓二極管在實(shí)際應(yīng)用時(shí),需串一電阻使用

2)穩(wěn)壓二極管產(chǎn)生的電路給后極電路提供的電流很有限,有的地方擴(kuò)流,會(huì)增加一個(gè)三極管,正常情況下,不建議這樣應(yīng)用,因?yàn)?這個(gè)電路不具備短路保護(hù)功能,相同功能的LDO,成本估計(jì)還便宜.需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取舍!

當(dāng)選擇好合適的穩(wěn)壓二極管型號(hào)后:

1)額定功率Pz和穩(wěn)定電壓Vz就確定了,那么最大的電流Iz=Pz/Uz

2)通過查閱datasheet,就可以確定好IzT,

3)穩(wěn)二極管的電流I變化區(qū)間為:IzT

4)負(fù)載電流I0最小為0,此時(shí)電流全部流過穩(wěn)壓二極管,所以這時(shí)的電阻值需滿足穩(wěn)二極管不能超過最大功率.

5)負(fù)載電流I0最大值IZ-IzT,此時(shí)要保證流過穩(wěn)壓二極管的電流不小于IzT,小于IzT,穩(wěn)壓二極管就不工作.

所以電阻的取值與負(fù)載電流有關(guān),當(dāng)負(fù)載電流確定好變化的范圍后,穩(wěn)壓二極管的電流I的關(guān)系如下:

I=I1-Io=(Ui-Vz)/R -Io

IzT< (Ui-Vz)/R -Io

電阻的取值需要滿足上式范圍