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《日科干货》稳压二极管怎么看功率和参数

日期: 2018-06-27
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什么是稳压二极管

  稳压二极管,英文名称Zener diode,又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。 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。在这临界击穿点上,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,因为这种特性,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高的稳定电压。

稳压二极管怎么看功率

  先要知道稳压最大负载电流,和稳压二级管要求的达到标称值时的最小电流,两个相加得到I。

  再确定电源电压的最低值,减去稳压值,得到VL,计算出最大限流电阻R=VL/I。

  在用最大电源电压,减去稳压值,得到VH,计算最大回路电流Ih= VH/R。

  最后,才得到稳压管的最小功率 Pl=Ih * 稳压值。

  实际应用中,要留最少30%的余量。

主要参数

  1.Uz— 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— 额定电流

  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。

  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 ; 》 20mA则基本维持此数值。

  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60mWo

  5. α---温度系数

  如果稳压管的温度变化,它的稳定电压也会发生微小变化,温度变化1℃所引起管子两端电压的相对变化量即是温度系数(单位:﹪/℃)。一般说来稳压值低于6V属于齐纳击穿,温度系数是负的;高于6V的属雪崩击穿,温度系数是正的。温度升高时,耗尽层减小,耗尽层中,原子的价电子上升到较高的能量,较小的电场强度就可以把价电子从原子中激发出来产生齐纳击穿,因此它的温度系数是负的。雪崩击穿发生在耗尽层较宽电场强度较低时,温度增加使晶格原子振动幅度加大,阻碍了载流子的运动。这种情况下,只有增加反向电压,才能发生雪崩击穿,因此雪崩击穿的电压温度系数是正的。这就是为什么稳压值为15V的稳压管其稳压值随温度逐渐增大的,而稳压值为5V的稳压管其稳压值随温度逐渐减小的原因。例如2CW58稳压管的温度系数是+0.07%/°C,即温度每升高1°C,其稳压值将升高0.07%。对电源要求比较高的场合,可以用两个温度系数相反的稳压管串联起来作为补偿。由于相互补偿,温度系数大大减小,可使温度系数达到0.0005%/℃。

  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。

  (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。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。

  (3)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。

  (4)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

  (5)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| >7 V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。


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