一、什么是穩(wěn)壓二極管
1、穩(wěn)壓管簡介
穩(wěn)壓管二極管的一種，它比較特殊，基本結(jié)構(gòu)與普通二極管一樣，也有一個PN結(jié)。由于制造工藝的不同，當(dāng)這種PN結(jié)處于反向擊穿狀態(tài)時，PN結(jié)不會損壞（普通二極管的PN結(jié)是會損壞），在穩(wěn)壓二極管用來穩(wěn)定電壓時就是利用它的這一擊穿特性。一般二極管反向電壓超過其反向耐壓值時會被擊穿而損壞，但是穩(wěn)壓二極管在承受反向電壓達到穩(wěn)壓值時,反向電流急劇增大。只要反向電流值不超過允許的最大電流,就可以正常工作，它的反向伏安特性曲線較陡、線性度很好。
2、穩(wěn)壓管工作原理
如下圖是穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線圖，當(dāng)電壓大達到穩(wěn)壓值Uz時，曲線很陡，說明流過穩(wěn)壓二極管的電流在大小變化時，穩(wěn)壓二極管兩端的電壓大小基本不變，也就是說在在一定電壓范圍內(nèi)，隨著流過穩(wěn)壓二極管的電流變化，穩(wěn)壓二極管兩端電壓大小基本保持不變，這就是穩(wěn)壓二極管的工作原理，它利用的是它的反向工作特性。
3、穩(wěn)壓管主要參數(shù)
①穩(wěn)定電壓Uz：穩(wěn)壓管反向擊穿后穩(wěn)定工作時的電壓值稱為穩(wěn)定電壓；②穩(wěn)定電流Iz：穩(wěn)壓管反向擊穿后穩(wěn)定工作時的反向電流稱為穩(wěn)定電流。穩(wěn)壓管允許通過的最大反向電流稱為最大穩(wěn)定電流，使用穩(wěn)壓管時,工作電流不能超過，一般按大于2倍輸出電壓來設(shè)計；③動態(tài)電阻Rz：穩(wěn)壓管在反向擊穿的曲線工作時,電壓變化量△Uz與電流變化量△I之比稱為動態(tài)電阻，動態(tài)電阻越小說明穩(wěn)壓性能越好；④額定功耗Pz：由芯片允許溫升決定，它的額定值為穩(wěn)定電壓Uz和允許最大電流Iz的乘積。
⑤溫度系數(shù)α：穩(wěn)壓管的溫度變化會導(dǎo)致穩(wěn)定電壓發(fā)生微小變化，因此溫度變化1℃所引起管子兩端電壓的相對變化量即是溫度系數(shù)，溫度系數(shù)越小越好，說明穩(wěn)壓管受溫度影響很小。
二、穩(wěn)壓二極管應(yīng)用
穩(wěn)壓二極管由于具有穩(wěn)壓作用，因此在很多電路當(dāng)中均有應(yīng)用，廣泛用在穩(wěn)壓電源、電子點火器、直流電平平移、限幅電路、過壓保護電路、補償電路等當(dāng)中。
1、穩(wěn)壓電路
如下圖是阻容降壓電路圖，當(dāng)負(fù)載RL電流增大時,電阻R2上的壓降增大,負(fù)載電壓隨之降低，但是,只要穩(wěn)壓管兩點電壓稍有下降,穩(wěn)壓管電流就會顯著減小,使通過電阻R2的電流和電阻R2上的壓降基本不變,使得負(fù)載電壓也基本不變。負(fù)載電流減小時,穩(wěn)壓過程則與此過程相反。
2、過壓保護
過壓有過高電壓和低電壓保護，如圖是低壓保護電路，避免負(fù)載長時間處于低壓狀態(tài)而端斷開電路，它利用的是穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓，一旦電源電壓VCC超過穩(wěn)壓管擊穿電壓時，那么穩(wěn)壓管就會導(dǎo)通,這時候觸點K吸合，繼電器接通，負(fù)載RL工作。當(dāng)VCC電壓過低(沒有達到穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓值)時,觸點不動作，繼電器不會吸合。
3、溫度補償
穩(wěn)壓二極管在溫度補償電路利用的是穩(wěn)壓二極管的溫度系數(shù)，如下圖是用溫度互補型穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路，采用互補型穩(wěn)壓二極管對于穩(wěn)壓要求較高的電路當(dāng)中，特別是溫度對電壓的影響，這種具有溫度互補特性的穩(wěn)壓二極管內(nèi)部其實有兩只普通的穩(wěn)壓二極管，但是它們的溫度特性相反，當(dāng)溫度升高或下降時，一只二極管的管壓降下降，另一只二極管的管壓降升高，這樣兩只二極管總的管壓降保持不變，起到到溫度補償作用。
4、限幅電路
如下圖是反向比例電路，輸入信號加入反相輸入端，對于理想運放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為Vout=-R3/R1*Vin。為了防止放大器輸出電壓超過限定值,可增加穩(wěn)壓管限幅，使輸出的電壓峰值被限制在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓值上。
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