?穩壓二極管的定義

　　穩壓二極管（又叫齊納二極管）它的電路符號是：，穩壓二極管是一種用于穩定電壓的單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。

　　穩壓二極管可以串聯起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯就可獲得更多的穩定電壓。

　 ?穩壓管的應用

　　1、浪涌保護電路（如下圖）：穩壓管在準確的電壓下擊穿，這就使得它可作為限制或保護之元件來使用，因為各種電壓的穩壓二極管都可以得到，故對于這種應用特別適宜。圖中的穩壓二極管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）變為低電平，通過待機控制線的控制使電視機進入待機保護狀態。

　　3、電弧抑制電路如下圖：在電感線圈上并聯接入一只合適的穩壓二極管（也可接入一只普通二極管原理一樣）的話，當線圈在導通狀態切斷時，由于其電磁能釋放所產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、串聯型穩壓電路（如下圖）：在此電路中。串聯穩壓管BG的基極被穩壓二極管D鉗定在13V，那么其發射極就輸出恒定的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。

　?。?）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值時，因外電場過強，使PN結內少數載流子獲得很大的動能而直接與原子碰撞，將原子電離，產生新的電子空穴對，由于鏈鎖反應的結果，使少數載流子數目急劇增多，反向電流雪崩式地迅速增大，這種現象叫雪崩擊穿。雪崩擊穿通常發生在高反壓、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），就可產生很強的電場（如）將結內共價鍵中的價電子拉出來，產生大量的電子一空穴對，使反向電流劇增，這種現象叫齊納擊穿（因齊納研究而得名）。齊納擊穿一般發生在低反壓、高摻雜的情況下。

　?。?）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，循環反復的結果，超過PN結的允許功耗，使PN結擊穿的現象叫熱擊穿。熱擊穿后二極管將發生永久性損壞。

　　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。

　 穩壓二極管的參數

　?。?） 穩定電壓VZ

　　Vz穩壓管反向擊穿后其電流為規定值時它兩端的電壓值。不同型號的穩壓管其Vz的范圍不同；同種型號的穩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（包括穩壓管）的正向導通特性也有穩壓作用，但穩定電壓只有0.6～0. 8V，且隨溫度的變化較大，故一般不常用。

　?。?）穩定電流IZ

　　IZ是指穩壓管正常工作時的參考電流。Iz 通常在最小穩定電流IZmin與最大穩定電流IZmax之間。其中IZmin 是指穩壓管開始起穩壓作用時的最小電流，電流低于此值時，穩壓效果差；IZmax是指穩壓管穩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，穩壓管將發生永久性擊穿。故一般要求 IZmin＜ Iz ＜ IZmax 。

　?。?）動態電阻rZ

　　rZ是指在穩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，表明穩壓管性能越好。

　?。?）額定功耗PZ

　　Pz是由管子溫升所決定的參數， Pz＝Vz IZmax 。

　?。?）溫度系數α

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

　 穩壓二極管工作原理：

　　穩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，當把穩壓管接入電路以后，若由于電源電壓發生波動，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。

　　穩壓二極管在電路中常用“ZD”加數字表示，如：ZD5表示編號為5的穩壓管。

　　故障特點：

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

　　常用穩壓二極管的型號及穩壓值如下表：

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

　　穩壓值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V

　　穩壓管也是一種晶體二極管，它是利用PN結的擊穿區具有穩定電壓的特性來工作的。穩壓管在穩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壓管，以區別用在整流、檢波和其他單向導電場合的二極管。如圖畫出了穩壓管的伏安特性及其符號。

　?。?）穩定電壓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。對于同一型號的穩壓管來說，穩壓值有一定的離散性。

　?。?）穩定電流Iz 穩壓管工作時的參考電流值。它通常有一定的范圍，即Izmin——Izmax。

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

　?。?）電壓溫度系數 它是用來說明穩定電壓值受溫度變化影響的系數。不同型號的穩壓管有不同的穩定電壓的溫度系數，且有正負之分。穩壓值低于4v的穩壓管，穩定電壓的溫度系數為負值；穩壓值高于6v的穩壓管，其穩定電壓的溫度系數為正值；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相反的管子串聯進行補償（如2DW7）。

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

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