?穩(wěn)壓二極管的定義

　　穩(wěn)壓二極管（又叫齊納二極管）它的電路符號是：，穩(wěn)壓二極管是一種用于穩(wěn)定電壓的單PN結二極管。此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很少的數(shù)值，在這個低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定，穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準元件使用。

　　穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓。

　 ?穩(wěn)壓管的應用

　　1、浪涌保護電路（如下圖）：穩(wěn)壓管在準確的電壓下?lián)舸@就使得它可作為限制或保護之元件來使用，因為各種電壓的穩(wěn)壓二極管都可以得到，故對于這種應用特別適宜。圖中的穩(wěn)壓二極管D是作為過壓保護器件。只要電源電壓VS超過二極管的穩(wěn)壓值D就導通。使繼電器J吸合負載RL就與電源分開。

　　2、電視機里的過壓保護電路（如下圖）：EC是電視機主供電壓，當EC電壓過高時，D導通，三極管BG導通，其集電極電位將由原來的高電平（5V）變?yōu)榈碗娖剑ㄟ^待機控制線的控制使電視機進入待機保護狀態(tài)。

　　3、電弧抑制電路如下圖：在電感線圈上并聯(lián)接入一只合適的穩(wěn)壓二極管（也可接入一只普通二極管原理一樣）的話，當線圈在導通狀態(tài)切斷時，由于其電磁能釋放所產(chǎn)生的高壓就被二極管所吸收，所以當開關斷開時，開關的電弧也就被消除了。這個應用電路在工業(yè)上用得比較多，如一些較大功率的電磁吸控制電路就用到它。

　　4、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路（如下圖）：在此電路中。串聯(lián)穩(wěn)壓管BG的基極被穩(wěn)壓二極管D鉗定在13V，那么其發(fā)射極就輸出恒定的12V電壓了。這個電路在很多場合下都有應用

　 穩(wěn)壓二極管的分類

　　二極管的擊穿通常有三種情況，即雪崩擊穿、齊納擊穿和熱擊穿。

　　（1）雪崩擊穿

　　對于摻雜濃度較低的PN結，結較厚，當外加反向電壓高到一定數(shù)值時，因外電場過強，使PN結內少數(shù)載流子獲得很大的動能而直接與原子碰撞，將原子電離，產(chǎn)生新的電子空穴對，由于鏈鎖反應的結果，使少數(shù)載流子數(shù)目急劇增多，反向電流雪崩式地迅速增大，這種現(xiàn)象叫雪崩擊穿。雪崩擊穿通常發(fā)生在高反壓、低摻雜的情況下。

　　（2）齊納擊穿

　　對于采用高摻雜（即雜質濃度很大）形成的PN結，由于結很薄（如0.04μm）即使外加電壓并不高（如4V），就可產(chǎn)生很強的電場（如）將結內共價鍵中的價電子拉出來，產(chǎn)生大量的電子一空穴對，使反向電流劇增，這種現(xiàn)象叫齊納擊穿（因齊納研究而得名）。齊納擊穿一般發(fā)生在低反壓、高摻雜的情況下。

　　（3）熱擊穿

　　在使用二極管的過程中，如由于PN結功耗（反向電流與反向電壓之積）過大，使結溫升高，電流變大，循環(huán)反復的結果，超過PN結的允許功耗，使PN結擊穿的現(xiàn)象叫熱擊穿。熱擊穿后二極管將發(fā)生永久性損壞。

　　對于硅PN結，擊穿電壓在7V以上的為雪崩擊穿；4V以下的為齊納擊穿；在。4～7V之間的兩種情況都有。無論哪種擊穿，只要控制反向電流的數(shù)值不致引起熱擊穿，當反向電壓下降到擊穿電壓以下，其性能可以恢復到未擊穿前的狀況。

　 穩(wěn)壓二極管的參數(shù)

　　（1） 穩(wěn)定電壓VZ

　　Vz穩(wěn)壓管反向擊穿后其電流為規(guī)定值時它兩端的電壓值。不同型號的穩(wěn)壓管其Vz的范圍不同；同種型號的穩(wěn)壓管也常因工藝上的差異而有一定的分散性。所以，Vz一般給出的是范圍值，例如2CW11的Vz在3.2～4.5V （測試電流為10mA）。當然，二極管（包括穩(wěn)壓管）的正向導通特性也有穩(wěn)壓作用，但穩(wěn)定電壓只有0.6～0. 8V，且隨溫度的變化較大，故一般不常用。

　　（2）穩(wěn)定電流IZ

　　IZ是指穩(wěn)壓管正常工作時的參考電流。Iz 通常在最小穩(wěn)定電流IZmin與最大穩(wěn)定電流IZmax之間。其中IZmin 是指穩(wěn)壓管開始起穩(wěn)壓作用時的最小電流，電流低于此值時，穩(wěn)壓效果差；IZmax是指穩(wěn)壓管穩(wěn)定工作時的最大允許電流，超過此電流時，只要超過額定功耗，穩(wěn)壓管將發(fā)生永久性擊穿。故一般要求 IZmin＜ Iz ＜ IZmax 。

　　（3）動態(tài)電阻rZ

　　rZ是指在穩(wěn)壓管正常工作的范圍內，電壓的微變量與電流的微變量之比。rZ 越小，表明穩(wěn)壓管性能越好。

　　（4）額定功耗PZ

　　Pz是由管子溫升所決定的參數(shù)， Pz＝Vz IZmax 。

　　（5）溫度系數(shù)α

　　α是指Vz受溫度影響的程度。硅穩(wěn)壓管在VZ＜4V時α＜0；在VZ＞7V時，α＞0；在VZ = 4～7V時，α很小

　 穩(wěn)壓二極管工作原理：

　　穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。 這樣，當把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負載兩端的電壓將基本保持不變。

　　穩(wěn)壓二極管在電路中常用“ZD”加數(shù)字表示，如：ZD5表示編號為5的穩(wěn)壓管。

　　故障特點：

　　穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這3種故障中，前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高；后2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。

　　常用穩(wěn)壓二極管的型號及穩(wěn)壓值如下表：

　　型 號 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761

　　穩(wěn)壓值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V

　　穩(wěn)壓管也是一種晶體二極管，它是利用PN結的擊穿區(qū)具有穩(wěn)定電壓的特性來工作的。穩(wěn)壓管在穩(wěn)壓設備和一些電子電路中獲得廣泛的應用。我們把這種類型的二極管稱為穩(wěn)壓管，以區(qū)別用在整流、檢波和其他單向導電場合的二極管。如圖畫出了穩(wěn)壓管的伏安特性及其符號。

　　（1）穩(wěn)定電壓Uz Uz就是PN結的擊穿電壓，它隨工作電流和溫度的不同而略有變化。對于同一型號的穩(wěn)壓管來說，穩(wěn)壓值有一定的離散性。

　　（2）穩(wěn)定電流Iz 穩(wěn)壓管工作時的參考電流值。它通常有一定的范圍，即Izmin——Izmax。

　　（3）動態(tài)電阻rz 它是穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值，如上圖所示，即這個數(shù)值隨工作電流的不同而改變。通常工作電流越大，動態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好。

　　（4）電壓溫度系數(shù) 它是用來說明穩(wěn)定電壓值受溫度變化影響的系數(shù)。不同型號的穩(wěn)壓管有不同的穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)，且有正負之分。穩(wěn)壓值低于4v的穩(wěn)壓管，穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)為負值；穩(wěn)壓值高于6v的穩(wěn)壓管，其穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)為正值；介于4V和6V之間的，可能為正，也可能為負。在要求高的場合，可以用兩個溫度系數(shù)相反的管子串聯(lián)進行補償（如2DW7）。

　　（5）額定功耗Pz 前已指出，工作電流越大，動態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好，但是最大工作電流受到額定功耗Pz的限制，超過P2將會使穩(wěn)壓管損壞。

　　選擇穩(wěn)壓管時應注意：流過穩(wěn)壓管的電流Iz不能過大，應使Iz≤Izmax，否則會超過穩(wěn)壓管的允許功耗，Iz也不能太小，應使Iz≥Izmin，否則不能穩(wěn)定輸出電壓，這樣使輸入電壓和負載電流的變化范圍都受到一定限制。下圖示出了穩(wěn)壓管工作時的動態(tài)等效電路，圖中二極管為理想二極管。