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穩壓二極管工作原理

穩壓二極管工作原理:

此二極管是壹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,反向電阻降低到壹個很小的數值,在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恒定,穩壓二極管是根據擊穿電壓來分檔的,因為這種特性,穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。

1.Uz— 穩定電壓

指穩壓管通過額定電流時兩端產生的穩定電壓值。該值隨工作電流和溫度的不同而略有改變。由於制造工藝的差別,同壹型號穩壓管的穩壓值也不完全壹致。例如,2CW51型穩壓管的Vzmin為3.0V, Vzmax則為3.6V。

2.Iz— 額定電流

指穩壓管產生穩定電壓時通過該管的電流值。低於此值時,穩壓管雖並非不能穩壓,但穩壓效果會變差;高於此值時,只要不超過額定功率損耗,也是允許的,而且穩壓性能會好壹些,但要多消耗電能。

3.Rz— 動態電阻

指穩壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變,壹般是工作電流愈大,動態電阻則愈小。例如,2CW7C穩壓管的工作電流為 5mA時,Rz為18Ω;工作電流為1OmA時,Rz為8Ω;為20mA時,Rz為2Ω ; > 20mA則基本維持此數值。

4.Pz— 額定功耗

由芯片允許溫升決定,其數值為穩定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩壓管的Vz為3V,Izm為20mA,則該管的Pz為60mWo

5. α---溫度系數

如果穩壓管的溫度變化,它的穩定電壓也會發生微小變化,溫度變化1℃所引起管子兩端電壓的相對變化量即是溫度系數(單位:﹪/℃)。壹般說來穩壓值低於6V屬於齊納擊穿,溫度系數是負的;高於6V的屬雪崩擊穿,溫度系數是正的。溫度升高時,耗盡層減小,耗盡層中,原子的價電子上升到較高的能量,較小的電場強度就可以把價電子從原子中激發出來產生齊納擊穿,因此它的溫度系數是負的。雪崩擊穿發生在耗盡層較寬電場強度較低時,溫度增加使晶格原子振動幅度加大,阻礙了載流子的運動。這種情況下,只有增加反向電壓,才能發生雪崩擊穿,因此雪崩擊穿的電壓溫度系數是正的。這就是為什麽穩壓值為15V的穩壓管其穩壓值隨溫度逐漸增大的,而穩壓值為5V的穩壓管其穩壓值隨溫度逐漸減小的原因。例如2CW58穩壓管的溫度系數是+0.07%/°C,即溫度每升高1°C,其穩壓值將升高0.07%。

對電源要求比較高的場合,可以用兩個溫度系數相反的穩壓管串聯起來作為補償。由於相互補償,溫度系數大大減小,可使溫度系數達到0.0005%/℃。

6.IR— 反向漏電流

指穩壓二極管在規定的反向電壓下產生的漏電流。例如2CW58穩壓管的VR=1V時,IR=O.1uA;在VR=6V時,IR=10uA。