穩壓二極管的結構與普通(tōng)二極(jí)管相同,並且還有一個(gè)PN結。由於不同的製(zhì)造工藝(yì),當PN結處於反向擊穿狀態時,PN結不會被(bèi)損壞(普通二極管的PN結會被(bèi)損壞),當使用穩壓二極管來穩(wěn)定電壓時(shí),利用這種擊穿特性(xìng)。通常,當二極管的(de)反向電壓超(chāo)過其反向耐受電壓值時,二極(jí)管的反向電(diàn)壓會被擊穿和損(sǔn)壞,但是穩壓二極管的反向電流在達到其耐受電(diàn)壓值時會急(jí)劇增加。隻要反向電流值不(bú)超過允許的最(zuì)大電(diàn)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(qǔ)線非常陡峭,表(biǎo)明當流過穩壓二極(jí)管的電流大(dà)小改變時,穩壓二極管兩端的電壓基本上保持不變,即(jí)在一定(dìng)的電壓範圍內,齊納二極管兩端的電壓基本上保持(chí)與流過穩壓二極管的(de)電流變化相同。這是穩壓二極管的工作原理,它使用反向(xiàng)工作特性。由於其穩壓功能,它被廣泛應用於(yú)許多電路均,如穩壓電源、電子點火器、DC電平轉(zhuǎn)換、限幅電路、過壓保護電路、補償電路等。
穩壓二極管在溫度補償電路中使用穩壓二極管的溫度係數。在使用互補穩壓(yā)二極管需要(yào)更高電壓(yā)穩定(dìng)性的電(diàn)路中,尤其是溫度對電壓的影響,在這個溫度互補穩壓二極(jí)管中實際上有兩個(gè)共(gòng)同(tóng)的穩壓二極管。然而,它們的(de)溫度特(tè)性是相反的。當溫度上升(shēng)或下降時,一個二(èr)極管的管壓降下降,另一個二極管的(de)管壓降(jiàng)上(shàng)升,因此兩個二極管的總(zǒng)管壓降保持不變,起到溫度補償的作用。
雖然穩壓二極(jí)管具(jù)有一定的穩壓功能(néng),但這種(zhǒng)穩壓能力不適用於高精度要(yào)求的場合。在大多數實(shí)際應用電路中,穩壓二極管更多是為了獲得具有低精(jīng)度要求的電壓值。與傳統(tǒng)二極管不同,當反向偏置時,二極(jí)管將阻止任何電流通過其自身,即陰極變得比陽極更正。一旦反向電壓達到預定值,穩(wěn)壓(yā)二極管將開始反向導通。這是因為(wéi)當施加在穩壓二極管上的反向電壓超過器件的額定電(diàn)壓時,在半導體損耗層中會發(fā)生稱為雪崩擊穿的過程,並且電流開始流(liú)過二極管以限製電壓的增加。
如果流經穩壓二極管的電流急劇增加,達到(dào)最大電路值(zhí)(通常受串聯電阻限製),一旦達到,反(fǎn)向飽和電流在很寬的反向電壓(yā)範圍內保持相當(dāng)恒定。穩壓二極管上電壓穩定的電壓點稱為“齊(qí)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(zài)二極管半導體結構的(de)摻雜階段,可(kě)以非常精確地(dì)控製(zhì)齊(qí)納電壓觸發電流流過二極管的點(誤差小於1%),使得二極管具有特定的齊納擊穿電壓(Vz),例如4.3V或7.5V.這個齊納擊(jī)穿電壓幾乎是電(diàn)壓-電流(liú)曲線(xiàn)上的一條(tiáo)垂直直線。
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