淺談齊納二極管和并聯(lián)拓?fù)?如何選擇合適的分流電阻器

齊納二極管是針對(duì)在反向偏置擊穿區(qū)域中工作而優(yōu)化的二極管。由于擊穿是相對(duì)恒定的，它可用于通過(guò)反向驅(qū)動(dòng)已知電流來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的參考。

齊納二極管的一大優(yōu)勢(shì)是可用的電壓范圍很廣，從 2V 到 200V。它們還具有廣泛的功率處理能力，從幾毫瓦到幾瓦不等。

齊納二極管的主要缺點(diǎn)是它們對(duì)于高精度應(yīng)用來(lái)說(shuō)不夠精確，而且它們的功耗使得它們很難適用于低功率應(yīng)用。一個(gè)例子是 BZX84C2V7LT1G，它的擊穿電壓或標(biāo)稱參考電壓為 2.5V，變化范圍為 2.3V 至 2.7V，精度為 ±8%。這僅適用于精度要求不高的應(yīng)用。

齊納參考的另一個(gè)問(wèn)題是輸出阻抗。我們上面的例子的內(nèi)部阻抗在 5mA 時(shí)為 100Ω，在 1mA 時(shí)為 600Ω。根據(jù)負(fù)載電流的變化，非零阻抗會(huì)導(dǎo)致參考電壓的額外變化。選擇具有低輸出阻抗的齊納二極管可以最大限度地減少這種影響。

埋入式齊納二極管是一種特定類型的齊納二極管，由于其結(jié)構(gòu)將它們置于硅表面之下，因此比普通齊納二極管更穩(wěn)定。

實(shí)際齊納二極管的替代方案是模擬齊納二極管的有源電路。電路允許器件顯著改進(jìn)齊納二極管的經(jīng)典局限性。MAX6330就是這樣一種器件。它在 100μA 至 50mA 的負(fù)載變化范圍內(nèi)具有嚴(yán)格的 1.5%（最大）初始精度。這種類型的 IC 的典型實(shí)現(xiàn)如圖 1 所示。

選擇合適的分流電阻器

所有分流配置參考都需要一個(gè)與參考元件串聯(lián)的限流電阻器。它可以從以下等式計(jì)算：

RS = (VIN(max) – VSHUNT (min))/(ISHUNT (max) + ILOAD(min)) ≤ RS ≤ (VIN (min) – VSHUNT (max))/(ISHUNT (min) + ILOAD (max) )

其中：

• VIN 是輸入電壓范圍
• VSHUNT 是穩(wěn)壓電壓
• ILOAD 是輸出電流范圍
• ISHUNT 是最小分流工作電流

請(qǐng)注意，無(wú)論是否存在負(fù)載，分流電路始終消耗 ILOAD（最大值）+ISHUNT。

通過(guò)適當(dāng)調(diào)整 RS 的大小，相同的分流器可用于 10VIN 或 100VIN。為 RS 選擇最大的標(biāo)稱電阻值可實(shí)現(xiàn)最低的電流消耗。請(qǐng)記住提供一個(gè)安全裕度，以納入所用電阻器的最壞情況容差。您還應(yīng)該確保電阻器的額定功率足夠，使用以下兩個(gè)通用功率方程之一：

PR = IIN(VIN(max) – VSHUNT)

= I2INRS

= (VIN(max) – VSHUNT)2/RS

編輯：hfy