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电子学手册/组件/二极管/齐纳二极管

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这种二极管在正向和反向方向都导通。当它在反向方向导通时,它作为稳压器工作。当它在正向方向导通时,它像一个PN结二极管

符号 I-V 曲线 结构

工作原理

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当二极管上的偏置电压为负时,二极管的结被击穿。随着电压进一步增加,直到电压达到击穿电压水平。电流保持恒定,不会随着电压的增加而改变。如果电压超过此点,二极管将击穿。

稳压器

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齐纳二极管广泛用于调节电路上的电压。当与可变电压源并联连接,使其反向偏置时,当电压达到二极管的反向击穿电压时,齐纳二极管开始导通。从那时起,它保持电压在该值。

在所示的电路中,电阻 R 提供了 UIN 和 UOUT 之间的压降。R 的值必须满足两个条件

  1. R 必须足够小,以便通过 D 的电流使 D 处于反向击穿状态。此电流的值在 D 的数据表中给出。例如,常见的 BZX79C5V6[1] 器件,一个 5.6 V 0.5 W 齐纳二极管,其推荐反向电流为 5 mA。如果通过 D 的电流不足,则 UOUT 将不受调节,并且低于标称击穿电压(这与电压调节管不同,电压调节管的输出电压将高于标称电压,并且可能升高到 UIN)。计算 R 时,必须考虑通过外部负载的任何电流,该负载未在该图中显示,并连接在 UOUT 处。
  2. R 必须足够大,以便通过 D 的电流不会损坏器件。如果通过 D 的电流为 ID,其击穿电压为 VB,其最大功耗为 PMAX,则.

以这种方式使用的齐纳二极管被称为旁路稳压器旁路在此上下文中指并联连接,稳压器是指一类产生稳定电压的电路)。从某种意义上说,通过电阻的一部分电流会旁路到齐纳二极管中,其余部分则通过负载。因此,负载看到的电压通过使来自电源的一部分电流绕过它而得到控制——因此得名,类似于机车道岔。

这些器件也经常与基极发射极结串联使用,在晶体管级中,选择以雪崩/齐纳点为中心的器件可以用来引入补偿晶体管 PN 结的温度系数平衡。这种应用的一个例子是稳压电源电路反馈环路系统中使用的直流误差放大器。

由于齐纳二极管几乎总是反向击穿特性有用,因此在电路图中,齐纳二极管符号(即二极管箭头)通常指向电路正电流流动的相反方向。这种用法与典型二极管相反,典型二极管与电流方向一致。

  1. BZX79C5V6 数据表,仙童半导体
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