一.工作原理
穩壓二極管,是指利用PN結反向擊穿狀態,其電流可在很大范圍內變化而電壓基本不變的現象,制成的起穩壓作用的二極管。
穩壓二極管的伏安特性曲線的正向特性和普通二極管差不多,反向特性是在反向電壓低于反向擊穿電壓時,反向電阻很大,反向漏電流極小。但是,當反向電壓臨近反向電壓的臨界值時,反向電流驟然增大,稱為擊穿,在這一臨界擊穿點上,反向電阻驟然降至很小值。盡管電流在很大的范圍內變化,而二極管兩端的電壓卻基本上穩定在擊穿電壓附近,從而實現了二極管的穩壓功能。
二.主要參數
1N4727 DataSheet截起圖:
Bzt52c2v0 DataSheet截起圖:
1.Vz— 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。由于制造工藝的差別,同一型號穩壓管的穩壓值也不完全一致。從上面的datasheet可以知道,Bzt52c2v4的VZT,最小值為2.2,最大值為2.6,相差0.4V.
2.IzT— 穩定電流。
指穩壓管產生穩定電壓時通過該管的電流值。低于此值時,穩壓管雖并非不能穩壓,但穩壓效果會變差;高于此值時,只要不超過額定功率損耗,也是允許的,而且穩壓性能會好一些,但要多消耗電能。
3.rzJ— 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,一般是工作電流愈大,動態電阻則愈小。上面的datasheet可以知道,1N4727在Iz=1mA的時候,rzJ=400Ω。
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.Ctv— 電壓溫度系數。
是說明穩定電壓值受溫度影響的參數。例如2CW58穩壓管的Ctv是+0.07%/°C,即溫度每升高1°C,其穩壓值將升高0.07%。
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。對于穩壓二極管來說,穩壓二極管的反相就是二極管的正向,即穩壓二極管正端接正,負端接負,這樣的話與穩壓二極管的用法的接法相反,不起穩壓作用。
三.應用實例
需要明確兩個問題:
1)穩壓二極管在實際應用時,需串一電阻使用
2)穩壓二極管產生的電路給后極電路提供的電流很有限,有的地方擴流,會增加一個三極管,正常情況下,不建議這樣應用,因為,這個電路不具備短路保護功能,相同功能的LDO,成本估計還便宜.需要根據實際情況進行取舍!
當選擇好合適的穩壓二極管型號后:
1)額定功率Pz和穩定電壓Vz就確定了,那么最大的電流Iz=Pz/Uz
2)通過查閱datasheet,就可以確定好IzT,
3)穩二極管的電流I變化區間為:IzT
4)負載電流I0最小為0,此時電流全部流過穩壓二極管,所以這時的電阻值需滿足穩二極管不能超過最大功率.
5)負載電流I0最大值IZ-IzT,此時要保證流過穩壓二極管的電流不小于IzT,小于IzT,穩壓二極管就不工作.
所以電阻的取值與負載電流有關,當負載電流確定好變化的范圍后,穩壓二極管的電流I的關系如下:
I=I1-Io=(Ui-Vz)/R -Io
IzT< (Ui-Vz)/R -Io
電阻的取值需要滿足上式范圍
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