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稳压二极管
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稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性制成的,在电路中其两端的电压保持基本不变,起到稳定电压的作用。是代替稳压电子二极管的产品。被制作成为硅的扩散型或合金型。是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管。作为控制电压和标准电压使用而制作的。
 
中文名 外文名 别称 类型
稳压二极管 Zener diode 齐纳二极管 半导体器件
 
目录
 
1、稳压二极管概述
2、稳压二极管的作用
3、稳压二极管的主要参数
4、稳压二极管工作原理
5、稳压二级管的应用
6、稳压二极管反向串联作用
7、稳压二极管与普通二极管的区别
8、稳压二极管的特性
9、稳压二极管的识别
10、稳压二极管的故障特点
11、稳压二极管的检测

 
稳压二极管概述:
稳压二极管(又叫齐纳二极管),稳压二极管是一种用于稳定电压的单PN结二极管。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。
 
稳压二极管的作用:
稳压顾名思义就是稳定电压,稳压二极管的作用就是保护或限制电压,使整体电压保持基本不变,所以稳压二极管常被作为稳压器或电压基准元件使用。
 
稳压二极管的主要参数:
3.1.稳定电压VZ
Vz稳压管反向击穿后其电流为规定值时它两端的电压值。不同型号的稳压管其Vz的范围不同;同种型号的稳压管也常因工艺上的差异而有一定的分散性。所以,Vz一般给出的是范围值,例如2CW11的Vz在3.2~4.5V (测试电流为10mA)。当然,二极管(包括稳压管)的正向导通特性也有稳压作用,但稳定电压只有0.6~0. 8V,且随温度的变化较大,故一般不常用。
3.2.稳定电流IZ
IZ是指稳压管正常工作时的参考电流。Iz 通常在最小稳定电流IZmin与最大稳定电流IZmax之间。其中IZmin 是指稳压管开始起稳压作用时的最小电流,电流低于此值时,稳压效果差;IZmax是指稳压管稳定工作时的最大允许电流,超过此电流时,只要超过额定功耗,稳压管将发生永久性击穿。故一般要求 IZmin< Iz < IZmax 。
3.3.动态电阻rZ
rZ是指在稳压管正常工作的范围内,电压的微变量与电流的微变量之比。rZ 越小,表明稳压管性能越好。
3.4.额定功耗PZ
Pz是由管子温升所决定的参数, Pz=Vz IZmax 。
3.5.温度系数α
α是指Vz受温度影响的程度。硅稳压管在VZ<4V时α<0;在VZ>7V时,α>0;在VZ = 4~7V时,α很小
 
稳压二极管工作原理:
 
稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。 这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。
稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示,如:ZD5表示编号为5的稳压管。
 
稳压二级管的应用:
 
5.1.浪涌保护电路(如图2):稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或保护之元件来使用,因为各种电压的稳压二极管都可以得到,故对于这种应用特别适宜。图中的稳压二极管D是作为过压保护器件。只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通。使继电器J吸合负载RL就与电源分开。
 
5.2.电视机里的过压保护电路(如图3):EC是电视机主供电压,当EC电压过高时,D导通,三极管BG导通,其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态。
 
5.3.电弧抑制电路如图4:在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话,当线圈在导通状态切断时,由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收,所以当开关断开时,开关的电弧也就被消除了。这个应用电路在工业上用得比较多,如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它。
 
5.4.串联型稳压电路(如图5):在此电路中。串联稳压管BG的基极被稳压二极管D钳定在13V,那么其发射极就输出恒定的12V电压了。这个电路在很多场合下都有应用
 
 
 
稳压二极管反向串联作用:
 
6.1.通常在功率较大的放大电路,功率管的基极b与发射极e即发射结并联两个反向的稳压二极管,这是通过对发射结输入电流的分流作用而起保护作用。
6.2.两个稳压二极管反向串联后对与之并联的电路可起过压保护作用,当电路过压时,稳压二极管首先击穿短路。
6.3.双向过压保护。这种双向tvs,双向过压保护电路一般用于电子电路,与被保护的PN结并联,保护该PN免遭反向过电压的危害。
作用:过压保护,静电保护,电压钳位,阻尼作用。
 
稳压二极管与普通二极管的区别:
 
稳压二极管是利用pn结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。 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小的数值,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。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高的稳定电压。
普通极管在电子元件当中,一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。
 
稳压二极管的特性:
 
反向击穿状态是指给二极管加反向电压,加到一定值后被击穿,此时流过二极管的电流虽在变化,但电压的变化都很小,即电压维持在一个恒定值范围内,稳压管就是利用二极管此种特性进行稳压的。假如通过二极管的反向电流是在一定范围内变化时则二极管两真个反向电压就能保持基本不变,但是反向电流超过答应值,稳压管就会烧毁。为此在使用时一定要在答应的工作电流内使用。
稳压二极管的参数除与前述二极管的相同之外,还有自己的特有参数,"稳定电压",它是指稳压二极管在起稳压作用范围内,其两真个反向电压值。稳压管型号不同,稳压值也不同。
隐压管的种类很多,从封装形式上分有塑料封装稳压二极管、金属封装稳压二极管和玻璃封装稳压二极管。目前应用较多的为塑料封装稳压二极管。
稳压二极管从本身消耗的功率大小分有小功率稳压二极管(1W以下)和大功率稳压二极管。
根据内部结构分有普通稳压二极管和温度互补型稳压管,温度互补型稳压管,由于工作时,一个反向击穿,一个正向导通,管压温度的变化特性正好相反,所以二者能起到互补的作用。
 
稳压二极管的识别:
 
9.1.稳压二极管的稳压原理:稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。
9.2.故障特点:稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中,前一种故障表现出电源电压升高;后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。
 
稳压二极管的故障特点:
 
稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中,前一种故障表现出电源电压升高;后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。
 
稳压二极管的检测:
 
11.1.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。
11.2.稳压值的测量 用0~30V连续可调直流电源,对于13V以下的稳压二极管,可将稳压电源的输出电压调至15V,将电源正极串接1只1.5kΩ限流电阻后与被测稳压二极管的负极相连接,电源负极与稳压二极管的正极相接,再用万用表测量稳压二极管两端的电压值,所测的读数即为稳压二极管的稳压值。若稳压二极管的稳压值高于15V,则应将稳压电源调至20V以上。
也可用低于1000V的兆欧表为稳压二极管提供测试电源。其方法是:将兆欧表正端与稳压二极管的负极相接,兆欧表的负端与稳压二极管的正极相接后,按规定匀速摇动兆欧表手柄,同时用万用表监测稳压二极管两端电压值(万用表的电压档应视稳定电压值的大小而定),待万用表的指示电压指示稳定时,此电压值便是稳压二极管的稳定电压值。