稳压二极管的工作原理及应用,Zener diode

关键字：稳压二极管，工作原理

  稳压二极管是一种用特殊工艺制造而成的面结型硅半导体二极管．它的外形、内部结构与普通二极管相似，正常工作时应加反向电压，其电路符号如图1所示。

    一、稳压二极管的特点

    图2为稳压二极管的伏安特性曲线，图3为普通二极管的伏安特性曲线。从曲线上看两种二极管的伏安特性曲线相似，其正向特性曲线一样，但反向特性曲线稳压二极管比普通二极管陡直。

    当反向电压小于Vz时，稳压二极管反向电流很小；当反向电压达到Vz后，稳压二极管发生电击穿，反向电流急剧增大，此后，只要反向电压略有增加，反向电流就会急剧加大，即：Vz↑===Iz↑，Vz↓===Iz↓。

    这时稳压二极管仍处于反向击穿状态。对应于图2中的AB段。由于采用了特殊的制造工艺，这种击穿是可逆的，即当去掉外加反向电压后，稳压管的击穿可立即恢复。当然，如果反向电流太大，超过了允许值(即图中的B点)，那么稳压二极管就由电击穿过渡到热击穿。此时管子就损坏了。

    由此可见：稳压二极管的稳压原理是利用稳压二极管工作于电击穿区时，电压几乎不随电流而变的特性进行稳压的。

二、稳压二极管的应用

    1．并联型稳压电路

    如图4所示的并联型稳压电路，当输入电压升高或RL阻值变大时有：Vz↑===Iz↑===I↑===Ur↑===Ir↑===VL↓，从而抵消了输出电压VL的变化。反之，当输入电压下降或RL阻值变小时有：VL↓===Iz↓===I↓===Ur=Ir↓===VL↑。

    可见：这种电路的稳压是利用了稳压二极管两端电压微变。而电流突变使整个电路电流改变．电阻R上的电压也随之改变，从而达到稳定输出电压的目的。

    2.串联型稳压电路   

    如图5所示的电路，当输入电压升高或RL阻值变大时有：

    VL↑===VB↑===Vbe↑===Ib2↑===Ic2↑===Vce2↓===Vc↑(Vc=Vz+Vce2)===Vbe1↑===Ib1↑===Ic1↑===Vce1↑===VL↓

    从而抵消了输出电压VL的波动。

    反之：当输人电压下降或RL阻值变小时有：

    VL↓===Vb↓===Vbe2↓===Ib2↓===Ic2↑===Vce2↓===Vc↑(Vc=Vz+Vce2)===Vbe1↓===Ib1↓===Ic1↓===Vce1↓===VL↑

    从而抵消了输出电压vL的波动。    可见：这种电路的稳压同样是利用了稳压二极管上电流突变．而两端电压几乎不变的特性来实现调整三极管管压降的改变．从而达到稳定输出电压的目的。

作者：敬树贤