穩壓(yā)二極管的結構與普通二極管相(xiàng)同,並且還有一個PN結。由於不同的製造工藝,當(dāng)PN結處於反向(xiàng)擊穿狀態時,PN結不會被損壞(普通二極管的PN結會被損壞),當使用穩(wěn)壓二(èr)極管(guǎn)來穩定電壓時(shí),利用這種擊穿特性。通常,當二極管的反向電(diàn)壓超過其反向(xiàng)耐受(shòu)電壓值(zhí)時,二極管的反向電壓會被(bèi)擊穿和損壞,但是穩壓二極管的(de)反向電流在達到其耐受電壓值時會急劇增加(jiā)。隻(zhī)要反向電流值不超過允許(xǔ)的最大電流,它就(jiù)能正常工作。其反向伏安特性曲線較陡,線性度好。
當電壓達到調節值Uz時,曲線非常陡峭,表明當流過穩壓(yā)二極管的電流大小改變時,穩壓二極管兩端的電壓基本(běn)上保持不變,即在一定的電壓(yā)範(fàn)圍內,齊納二極管兩端的電壓基本上保持與流過穩壓(yā)二極管(guǎn)的電流(liú)變化相同。這是穩壓二極(jí)管的工作原理,它使用(yòng)反(fǎn)向工作特性。由於其穩壓功能,它被廣泛應用於許多電路均,如穩壓電源、電子點火器、DC電平轉換、限幅電路、過壓保護電路、補(bǔ)償(cháng)電路等。
穩壓二極管在溫度(dù)補償電路(lù)中使用(yòng)穩壓二極管的溫度係數。在使用互補穩壓二極管需要更高電壓穩定性的電路中,尤其是溫度對電壓的影響,在這(zhè)個溫度互補穩壓二極管中(zhōng)實際上有兩個共同的穩壓(yā)二極管。然而,它們的溫(wēn)度特性是相反的。當溫度上升或下降時(shí),一個二極管的管壓降下降,另一個二極管的管壓降上升,因此兩個(gè)二(èr)極管的總管壓降保持不變,起到溫度補償的作用(yòng)。
雖然穩壓二極管(guǎn)具有一定的穩壓功能,但這種穩壓能力不適用於高(gāo)精度要求(qiú)的場合。在大多數實際應用電路中(zhōng),穩壓二極管更多(duō)是為(wéi)了獲得具有低精度要求的電壓值。與傳統二極管不同,當反向偏置(zhì)時,二極管(guǎn)將阻止任何(hé)電流通(tōng)過其自(zì)身,即陰極(jí)變得比陽極更正。一旦反向電壓達到預定值,穩壓二(èr)極管將開(kāi)始反向導通。這是因為(wéi)當施加在穩壓二極(jí)管(guǎn)上(shàng)的反向電壓超過器件的額定電壓時,在半導體損耗層中會發生稱為雪崩擊穿的過程,並且電流開始流過二極管以限製(zhì)電壓的增加。
如果流經穩壓(yā)二(èr)極管的電流急劇增加,達(dá)到最大電路(lù)值(zhí)(通常受串聯電阻限製),一旦達到,反向飽和電流在很寬的反向電壓範圍內保持相當恒定。穩壓二(èr)極管上電(diàn)壓穩定的電壓點稱為“齊納電壓”(Vz)。對於穩壓二極管,該電壓範圍可以從小於1伏到幾百伏。在二極(jí)管(guǎn)半導體結(jié)構的摻雜階段,可以非常精確地控製齊納電壓(yā)觸發電流流過二極管的點(誤差小(xiǎo)於1%),使得二極管具有特定的(de)齊納擊穿電壓(Vz),例(lì)如4.3V或7.5V.這個齊納擊穿電壓幾乎是電壓-電流曲線上的一條垂直直線。
上述所講解的就是
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