本文簡(jiǎn)單說說穩(wěn)壓二極管的工作原理，參數(shù)以及動(dòng)態(tài)電阻特性。
穩(wěn)壓二極管——原理
穩(wěn)壓二極管，英文名字 Zener diode，又叫齊納二極管，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。
此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件。
在這臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻降低到一個(gè)很小的數(shù)值，在這個(gè)低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定，穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因?yàn)檫@種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。
下面是穩(wěn)壓管常見的電路圖。
穩(wěn)壓效果和限流電阻 R 有關(guān)系，在之前的文章中，有提到這一點(diǎn)：手把手教 | 三極管穩(wěn)壓電路仿真分析
穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更高的穩(wěn)定電壓，兩個(gè) 5V 穩(wěn)壓管串聯(lián)起來，就能起到 10V 穩(wěn)壓的效果。
下面的動(dòng)圖很好的說明了穩(wěn)壓二極管的工作原理。
而下面看一看穩(wěn)壓的參數(shù)，了解參數(shù)后，才能更好的進(jìn)行選型。
穩(wěn)壓二極管——參數(shù)解讀
下圖是穩(wěn)壓管的伏安特性曲線，你可以叫他 U-I 曲線，反應(yīng)電壓和電流之間的關(guān)系。
Y 軸右側(cè)是正向曲線，左側(cè)是反向曲線，穩(wěn)壓管的工作區(qū)域一般就是在左側(cè)，因?yàn)榉€(wěn)壓管工作原理就是 PN 結(jié)反向擊穿，正接時(shí)和一般二極管一樣，也有正向?qū)妷骸?br />
穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線
下圖是某一穩(wěn)壓管的 SPEC 截圖，可以一起來看一看這些參數(shù)。
某一 5.1V 穩(wěn)壓管參數(shù)
Vz：穩(wěn)壓值，高于 Vz，電壓穩(wěn)定在 Vz，低于 Vz，穩(wěn)壓管不工作，電路處于開路狀態(tài)，這個(gè)參數(shù)也是最重要的。
Zzt 和 Zzk：動(dòng)態(tài)電阻，單位電流變化引起的電壓的變化 dv/dt。
這個(gè)值越小，代表穩(wěn)壓管性能越好，意思就是電流變化很大時(shí)，電壓變化也很?。ù矸€(wěn)壓值恒定不變，要的就是這個(gè)效果）。
同一個(gè)穩(wěn)壓管時(shí)，這個(gè)動(dòng)態(tài)電阻也是隨著電流變化而變化的，電流變化大時(shí)，動(dòng)態(tài)電阻小；電流變化小時(shí)，動(dòng)態(tài)電阻大。
Zzt@Izt，Izt 在 5mA 時(shí)，測(cè)試的 Zzt 最大 50 歐姆。Zzk@Izk，Izk 在 0.5mA 時(shí)，測(cè)試的 Zzk 最大 500 歐姆。
Ir@Vr：反向漏電流，指在特定的反向電壓下測(cè)試得到的電流，從 SPEC 上看，Vr=4.2V 時(shí)，Ir=5uA，這個(gè)電流很重要，穩(wěn)壓管沒進(jìn)穩(wěn)壓狀態(tài)也就是沒工作時(shí)消耗的電流，Ir 越小越好。
Vf@If：正向電壓，指在特定的正向電流下測(cè)試得到的正向電壓，一般正向電流不同，測(cè)試得到的正向電壓也不同，If=100mA 時(shí)，Vf=1.25V。
Pd：耗散功率，流進(jìn)穩(wěn)壓管的功率不能超過這個(gè)值，否則會(huì)損壞穩(wěn)壓管，公式 Pd=I*Vz。
下面再來看一下二極管的動(dòng)態(tài)電阻特性。
穩(wěn)壓二極管——動(dòng)態(tài)電阻
二極管的正向?qū)娮柙谛‰娏鲿r(shí)比較大，在大電流時(shí)比較小。
二極管的反向動(dòng)態(tài)電阻在擊穿前很大，在擊穿后動(dòng)態(tài)電阻很小，穩(wěn)壓二極管就是利用擊穿時(shí)動(dòng)態(tài)電阻很小進(jìn)行穩(wěn)壓的。
二極管的正向?qū)娮栊?，反向?qū)娮璐?，意味著正向?qū)ㄐ阅芎?，反向漏電流小，這種二極管是比較好的。
如果動(dòng)態(tài)電阻大，則 dv 變化很大時(shí)，di 才有很小的變化，起到恒流的作用，利用這一特性，有恒流二極管和恒流三極管。
恒流二極管英文 CRD（Current Regulative Diode），可以再看看 CRD 的伏安特性曲線。
在下圖中可以看到：在電流為 Ip 對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)電壓以后，電流都是恒定不變的，因?yàn)閯?dòng)態(tài)電阻大，在一定變化范圍內(nèi)，電壓都是幾乎不變的，直到二極管被擊穿。
恒流二極管的伏安特性曲線
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