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奇纳二极管的简介

 

概述:
       齐纳二极管zener diodes(又叫稳压二极管),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,由于这种特性,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多的稳定电压。

基本参数:
  (1)稳定电压Vz:稳定电压就是稳压二极管在正常工作时,管子两端的电压值。这个数值随工作电流和温度的不同略有改变,既是同一型号的稳压二极管,稳定电压值也有一定的分散性,例如2CW14硅稳压二极管的稳定电压为6~7.5V。
  (2)耗散功率PM:反向电流通过稳压二极管的PN结时,要产生一定的功率损耗,PN结的温度也将升高。根据允许的PN结工作温度决定出管子的耗散功率。通常小功率管约为几百毫瓦至几瓦。   
  (3)最大耗散功率PZM:是稳压管的最大功率损耗取决于PN结的面积和散热等条件。反向工作时,PN结的功率损耗为:PZ=VZ*IZ,由PZM和VZ可以决定IZmax。   
  (4)稳定电流IZ、最小稳定电流IZmin、大稳定电流IZmax稳定电流:工作电压等于稳定电压时的反向电流;最小稳定电流:稳压二极管工作于稳定电压时所需的最小反向电流;最大稳定电流:稳压二极管允许通过的最大反向电流。   
  (5)动态电阻rZ:其概念与一般二极管的动态电阻相同,只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。rZ愈小,反映稳压管的击穿特性愈陡。  rz=△VZ/△IZ   
  (6)稳定电压温度系数:温度的变化将使VZ改变,在稳压管中,当|VZ|>7V时,VZ具有正温度系数,反向击穿是雪崩击穿。   
当|VZ|<4V时,VZ具有负温度系数,反向击穿是齐纳击穿。   
当4V<|VZ|<7V时,稳压管可以获得接近零的温度系数。这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用。

参数含义:
    (1)Vz--稳定电压。 指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别,同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如,2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V,Vzmax则为3.6V。
    (2)Iz—稳定电流。指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时,稳压管虽并非不能稳压,但稳压效果会变差;高于此值时,只要不超过额定功率损耗,也是允许的,而且稳压性能会好一些,但要多消耗电能。最大稳定工作电流取决于最大耗散功率,即Pzmax=Vz*Izmax。而Izmin对应Vzmin。   
    (3)Rz—动态电阻。指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变,一般是工作电流愈大,动态电阻则愈小。例如,2CW7C稳压管的工作电流为5mA时,Rz为18Ω;工作电流为1OmA时,Rz为8Ω;为20mA时,Rz为2Ω。Rz=DVz/DIz,Rz愈小,反映稳压管的击穿特性愈陡。
    (4)Pz—额定功耗。由芯片允许温升决定,其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V,Izm为20mA,则该管的Pz为60mW。
    (5)Ctv—电压温度系数。是说明稳定电压值受温度影响的参数。例如2CW58稳压管的Ctv是+0.07%/°C,即温度每升高1°C,其稳压值将升高0.07%。   
    (6)IR—反向漏电流。指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压管的VR=1V时,IR=O.1uA;在VR=6V时,IR=10uA。

稳压管的伏安特性:
    (1)稳定电压UzUz就是PN结的击穿电压,它随工作电流和温度的不同而略有变化。对于同一型号的稳压管来说,稳压值有一定的离散性。
    (2)稳定电流Iz稳压管工作时的参考电流值。它通常有一定的范围,即Izmin——Izmax   
    (3)动态电阻rz它是稳压管两端电压变化与电流变化的比值,如上图所示,即这个数值随工作电流的不同而改变。通常工作电流越大,动态电阻越小,稳压性能越好。   
    (4)电压温度系数它是用来说明稳定电压值受温度变化影响的系数。不同型号的稳压管有不同的稳定电压的温度系数,且有正负之分。稳压值低于4v的稳压管,稳定电压的温度系数为负值;稳压值高于6。
    (5)额定功耗Pz前已指出,工作电流越大,动态电阻越小,稳压性能越好,但是最大工作电流受到额定功耗Pz的限制,超过Pz将会使稳压管损坏。  

(伏安特性示意图)

       选择稳压管时应注意:流过稳压管的电流Iz不能过大,应使Iz≤Izmax,否则会超过稳压管的允许功耗,Iz也不能太小,应使Iz≥Izmin,否则不能稳定输出电压,这样使输入电压和负载电流的变化范围都受到一定限制。
  
稳压二极管用途广泛,使用极多。看起来应用很简单,但如果不注意,也极易损坏。以下是选用时的几点注意事项: 
     1:可将多只稳压二极管串联使用,但由于二极管参数的离散性比较大,不得并联使用。   
     2:温度对半导体器件的特性影响较大,当环境温度超过50℃时,温度每升高1℃,应将最大耗散功率降低1%。   
     3:稳压二极管管脚必须在离管壳5mm以上处进行焊接,最好使用30W以下的电烙铁进行焊接。若使用40~75W电烙铁焊接时,焊接时间应不超过8~10s。尽量使用内装焊料的焊锡丝焊接,不要使用大块焊锡加松香的方法。   
     4:为了使稳压二极管的电压温度系数得到补偿,可以将稳压二极管与硅二极管(包括硅稳压二极管)串联使用,所串的正向二极管不得超过三个,也可与特殊的温度补偿管串联使用。   
     5:为了获得较低的稳定电压,可以选择适当的稳压二极管以相反极性方向串联,再加以适当的工作电流来获得。即将稳压二极管正向使用。


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