稳压二极管又名齐纳二极管,简称稳压管,是一种工作于反向击穿区的二极管。稳压管是用特殊工艺制作的面接触型硅半导体二极管,这种管子的杂质浓度比较大,容易发生可逆的击穿(齐纳击穿),其击穿时的电压基本上不随电流变化而变化,从而达到稳压的目的。
1.稳压管的伏安特性和符号
稳压管的正向特性与普通二极管的类似,但它的反向特性比较特殊:当反向电压加到一定程度时,管子处于击穿状态,虽然通过较大的电流,却并不会损毁。这种击穿是可逆的,当去掉反向电压后,稳压管又恢复正常。从图1.39所示的反向击穿特性可以看出,稳压管反向击穿后,电流可以在相当大的范围内变化,但稳压管两端的电压变化很小。稳压管就是利用这一特性在电路中起到稳压作用的。
图1.39 稳压二极管的伏安特性和符号
2.稳压管的主要参数
(1)稳定电压UZ
它是指当稳压管中的电流为规定值时,稳压管在电路中其两端产生的稳定电压值。由于制造工艺的原因,同一型号稳压管的稳定电压UZ具有较大的离散性,如型号为2CW11的稳压管,稳压范围为3.2~4.5V之间。但对某一个稳压管而言,其稳定电压UZ是一定的。
(2)稳定电流IZ
稳定电流是稳压管工作在稳压状态时,稳压管中流过的电流,它应处于最小稳定电流IZ min和最大稳定电流IZ max之间。若稳压管中流过的电流小于IZ min,稳压管没有稳压作用;若稳压管中流过的电流大于IZ max,稳压管会因过流而损坏。
(3)耗散功率PM
它是指稳压管正常工作时允许的最大耗散功率。若使用中稳压管消耗的功率超过这个数值,管子会因过损耗而损坏。稳压管的耗散功率PM可由稳定电压UZ和最大稳定电流IZ max决定。
3.稳压管使用注意事项
(1)使用稳压管时要加反向电压,只有当反向电压大于或等于UZ时,管子工作在反向击穿区,才能起到稳压作用;若外加的电压值小于UZ,稳压二极管可看作普通二极管。(www.xing528.com)
(2)稳压管需配合限流电阻使用,以保证稳压管中流过的电流在规定的电流范围之内。
请思考:如果不加限流电阻,稳压管是否还能实现稳压?
4.稳压管应用电路
例题1-4 稳压管稳压电路如图1.40所示,若限流电阻R=1.6kΩ,UZ=12V,IZ max=18mA,通过稳压管的电流IZ等于多少?限流电阻的值是否合适?
图1.40 稳压二极管稳压电路
解 稳压管处于反向工作状态,可得
因为IZ<IZ max,所以限流电阻的值合适。
例题1-5 稳压管限幅电路,如图1.41所示,输入电压ui为振幅为10V的正弦波,电路中使用两个稳压管对接,已知UZ1=6 V,UZ2=3 V,稳压二极管的正向导通压降为0.7V,试画出输出电压uo的波形。
解 输出电压uo的波形如图1.41所示,uo被限定在-6.7~+3.7V之间。
图1.41 稳压二极管限幅电路
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