三端穩壓器反向擊穿分析

　　三端穩壓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。穩壓管在反向擊穿時，在一定的電流范圍內（或者說在一定功率損耗范圍內），端電壓幾乎不變，表現出穩壓特性，因而廣泛應用于穩壓電源與限幅電路之中。

　　排除人為不當造成的電路出現反偏情況，常見的由應用電路在特定條件下產生的‘瞬態’反偏狀態及擊穿機理進行簡要的描述和分析：

　　（一）OUT→IN端反偏

　　產生來源：

　　①負載時對電池類的充電應用，斷電時電池并未脫離電路輸出端。

　　②電路輸入存在有大的負向脈沖，如果電路輸入同時存在較大的感性負荷的反電動勢。

　　③電路輸出端接入大的濾波電解電容。（發生較多的反接擊穿情況）

　　保護措施：

　　在電路I-O端之間增加保護二極管Di，將I-O反偏電壓鉗位在1V以內。

　　機理分析：

　　只要不是穩壓電路輸出應用環境造成的工作條件，應用中在電路輸出端不應接入大的濾波電解電容。接入這個電解有可能造成一個電路的OUT→IN端之間的‘反接’機會。

　　理論上，只要電源的輸入濾波電解足夠大，可以保證即使在穩壓電路輸入電壓處于紋波‘谷點’時也可以滿足電路穩壓必須的最小輸入壓差的特定要求。電路自身具有很強的紋波抑制能力，根本沒有必要在輸出端接濾波電解電容。

　　接輸出端的濾波電容對于電源濾波所起的作用很小，這個電容有時反而會造成意外損壞穩壓器電路的特定條件。

　　不推薦在輸出端接濾波電容式由于電容的‘儲能作用’，電容充電后可等效為一電池，在特定的情況下，如輸入電壓在瞬間的短路，感性元器件產生的負脈沖或關機后輸入電壓下降更快時，有可能造成電路VO＞VI的電位反偏狀態。在輸出端接濾波電容＞20μF以后，電路調整管的反偏-5V左右。輸出電容的放電過程可能在mS量級的瞬態反向擊穿或損傷電路調整管，輸出電容容量越大，反偏電壓越高，對調整管損傷越嚴重直至燒毀。

　　（二）GND→IN端反偏

　　產生來源

　　在汽車類電子領域的電路應用中發生較多，如部分車型的汽車馬達、點火系統等感性設備產生的約50-200mS脈寬范圍的瞬態微分峰值電壓可達+70V、-80V范圍，5-20mS脈寬范圍的可能達到+110V、-250V范圍。其中的負向脈沖造成了這種反偏。（正想脈沖可能造成電路輸出出現‘瞬態’過壓擊穿燒毀）

　　保護措施

　　將反偏電壓鉗位在1V以內，對于負向脈沖增加Df進行抑制。

　　（三）GND→OUT端反偏

　　產生來源：

　　①來自正負輸出配對應用，當正負輸出的公共負載發生瞬態的短路時。

　　②電路輸出存在有大的感性負荷，較大的反向電動勢產生的負向脈沖。

　　③為獲得高于穩壓器標稱值的電路輸出，輸出電壓被Dz抬起一個固定電壓值（如下圖），沒有保護二極管D的情況下，輸出存在瞬態的短路情況。

　　由于設計算短穩壓器電路正常工作時，電路的公共端的電位應是最低的（絕對值），無論任何原因造成電路GND端電位高于其他兩端電位的情況，即屬于電路的‘反偏’狀態，反偏電位的絕對值達到5V以上時，mS量級脈寬的瞬態‘反偏’就會造成內部電路的相關區域受損或燒毀。這種擊穿是隨機發生的現象，不同批次產品或同批次產品發生概率可能不同。

　　保護措施：

　　應將反偏電壓鉗位在1V以內。增加途中二極管D。