半導體二極管有很多“專業”。它可以整流電壓，去耦電路，保護設備免受不當電源的影響。但是當非常間接地使用其單向傳導特性時，存在一種不那麼正常的二極管“操作”。正常工作模式為反向偏壓的半導體器件稱為穩壓二極管。
什麼是齊納二極管，在哪裡使用以及存在哪些種類
穩壓管或齊納二極管（以首先研究和描述這種半導體器件特性的美國科學家命名）是具有 p-n 結的常規二極管。它的特點是它在特性的負偏壓部分工作，即當電壓以反極性施加時。這種二極管用作獨立的穩壓器，無論負載電流變化和輸入電壓波動如何，都能保持消耗電壓恆定。穩定器上的節點也用作其他具有先進電路的穩定器的參考電壓源。不太常見的是，反向二極管用作脈衝整形元件或浪湧抑制器。
有傳統的穩定器和雙佳能二極管。雙碳穩定器是在同一情況下兩個方向相反的二極管。通過根據合適的電路連接它們，可以用兩個獨立的設備替換它。
穩壓器的伏安特性及其工作原理
要了解穩定器的工作原理，您必須研究其典型的伏安特性 (VAC)。
如果您在正向向齊納二極管施加電壓，作為普通二極管，它將像普通二極管一樣工作。在大約 0.6 V 的電壓下（對於矽器件），它將打開並進入 CVC 的線性部分。關於本文的主題，更有趣的是，當施加相反極性的電壓（特性的負側）時，穩壓二極管如何表現。起初，它的電阻會急劇增加，設備將停止承載電流。但是當電壓達到一定值時，電流就會急劇增加，稱為擊穿。它像雪崩一樣，在斷電時消失。如果反向電壓繼續增加，p-n 結將開始升溫並進入熱擊穿模式。熱擊穿是不可逆的，意味著二極管將失效，因此您不應將二極管置於此模式。
雪崩擊穿模式下半導體器件的操作部分很有趣。其形狀接近直線，陡度高。這意味著當電流 (ΔI) 發生較大變化時，穩定器兩端的電壓降變化相對較小 (ΔU)。這就是穩定。
施加反向電壓時的這種行為是任何二極管的特徵。但穩壓二極管的特點是它在 CVC 的這一部分的參數是標準化的。給出了它的穩定電壓和特性斜率（具有一定的擴展），並且是確定電路中使用的設備的適用性的重要參數。這些可以在參考書中找到。普通二極管也可以用作穩定二極管——如果你給它們的 SVC 拍照，你會發現其中一個具有合適的特性。但這是一個漫長而耗時的過程，而且結果無法保證。
穩壓二極管的主要特點是
要為您的應用選擇齊納二極管，您需要了解一些重要參數。這些特性將決定所選設備對手頭任務的適用性。
額定穩壓電壓
選擇時要考慮的第一個齊納參數是穩定電壓，它由雪崩擊穿起始點決定。它是選擇用於電路的器件的起點。普通齊納二極管的不同副本，即使是相同類型的，其電壓變化也在百分之幾左右，而精密齊納二極管的差異較小。如果標稱電壓未知，可以通過組裝一個簡單的電路來確定。有必要準備：
- 一個 1...3 kOhm 的鎮流電阻；
- 可調電壓源；
- 電壓表（您可以使用測試儀）。
有必要將電源電壓從零升高，用電壓表控制穩壓器上的電壓升高。儘管輸入電壓進一步增加，但在某些時候它會停止。這是實際的穩定電壓。如果沒有穩壓電源，您可以使用具有已知高於穩定 U 的恆定輸出電壓的電源。電路和測量原理保持不變。但存在因工作電流過大而導致半導體器件故障的風險。
穩定器用於 2...3 V 至 200 V 的電壓。為了形成低於此範圍的穩定電壓，使用其他設備 - 穩定器，在 CVC 的直線部分工作。
工作電流範圍
穩定二極管執行其功能的電流範圍在頂部和底部受到限制。在底部，它被限制在特性曲線反向分支的線性段的開始處。在較低電流下，該特性不提供電壓恆定性。
上限值受半導體器件能夠承受的最大功耗限制，並取決於其設計。金屬外殼中的穩定器設計用於更高的電流，但您不能忘記使用散熱器。沒有它們，最高允許功耗將顯著降低。
差分阻抗
另一個決定穩壓器性能的參數是差分電阻 Rc。它被定義為電壓變化ΔU與電流變化ΔI之比。該值具有電阻的量綱，以歐姆為單位。從圖形上看，它是特性工作段斜率的切線。顯然，阻力越小，穩定的質量越好。對於理想的（實際上不存在）穩定器，Rst 為零 - 電流的任何增加都不會導致電壓的任何變化，並且曲線的部分將平行於縱坐標軸。
穩定器標記
國產和進口金屬封裝穩壓二極管，標籤簡潔明了。它們以示意圖名稱的形式標有器件的名稱和陽極和陰極的位置。
塑料封裝的器件在陰極和陽極側標有不同顏色的圓環和圓點。通過標誌的顏色和組合，您可以確定設備的類型，但您必須查看參考書或使用計算器程序。兩者都可以在 Internet 上找到。
穩壓電壓有時印在低功率穩壓二極管上。
穩壓二極管的開關圖
穩定器的基本電路與串聯 電阻器它設置通過半導體器件的電流並吸收過電壓。這兩個元素組成 公共分隔線.當輸入電壓發生變化時，穩定器上的壓降保持不變，電阻發生變化。
這樣的電路可以獨立使用，稱為參量調節器。儘管輸入電壓或電流消耗有波動（在一定限度內），它仍能保持負載電壓恆定。這種單元還用作需要參考電壓源的輔助電路。
它還用於保護敏感設備（傳感器等）免受電源或測量線路中異常高壓（直流或隨機脈衝）的影響。任何高於半導體器件穩定電壓的東西都會被“切斷”。這種電路稱為“齊納屏障”。
過去，穩定器“切斷”電壓峰值的特性被廣泛用於脈衝整形電路。交流電路中使用了雙通道器件。
但隨著晶體管技術的發展和集成電路的出現，這一原理已很少被使用。
如果您沒有適合所需電壓的穩壓器，則可以選擇兩者之一。總穩定電壓將等於兩個電壓之和。
重要的！ 穩定器不得併聯以增加工作電流！伏安特性的差異將導致輸出在一個穩定器的熱擊穿區，然後由於負載電流過大而使第二個失效。
儘管蘇聯時代的技術文件允許 平行 的並聯連接 齊納二極管並聯，但條件是器件必須是同一類型，並且操作期間的總實際功耗不應超過單個穩壓器的允許值。即，不能實現在這種條件下的工作電流的增加。
為了增加允許的負載電流，使用了另一種方案。參數穩定器由晶體管補充，我們得到一個發射器中繼器，發射器電路中有負載，穩定器 晶體管基極上的電壓.
在這種情況下，穩定器的輸出電壓將小於 U 穩定器的發射結電壓降值 - 對於矽晶體管約為 0.6 V。為了補償這種降低，可以在中與穩定器串聯一個二極管前進的方向。
通過這種方式（通過包括一個或多個二極管），您可以在很小的範圍內向上調整調節器的輸出電壓。如果需要大幅增加 Uv，最好多串聯一個二極管。
穩壓器在電子電路中的應用範圍非常廣泛。通過有意識的選擇，該半導體器件將有助於解決為開發人員設置的許多任務。
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