如何提高齊納二極管的功率處理能力

提高齊納二極管功率處理能力的一種簡(jiǎn)單方法可能是將它們并聯(lián)，如下所示：

但是，實(shí)際上這可能并不像看起來(lái)那么簡(jiǎn)單，并且可能無(wú)法按預(yù)期工作。這是因?yàn)榫拖袢魏纹渌?a target="_blank">半導(dǎo)體器件一樣，齊納二極管也永遠(yuǎn)不會(huì)具有完全相同的特性，因此其中一個(gè)齊納二極管可能會(huì)在另一個(gè)齊納二極管將整個(gè)電流通過(guò)自身之前傳導(dǎo)，最終被破壞。

解決此問(wèn)題的快速方法可能是在每個(gè)齊納二極管上添加低值串聯(lián)電阻，如下所示，這將允許每個(gè)齊納二極管通過(guò)補(bǔ)償電阻R1和R2產(chǎn)生的壓降均勻地共享電流：

雖然可以通過(guò)并聯(lián)齊納二極管來(lái)提高功率處理能力，但改進(jìn)的方法可能是將并聯(lián)BJT與配置為基準(zhǔn)電壓源的齊納二極管一起添加。請(qǐng)參閱以下示例原理圖。

增加并聯(lián)晶體管不僅可以將齊納功率處理能力提高10倍，還可以進(jìn)一步提高輸出的電壓調(diào)節(jié)水平，該電平可能高達(dá)晶體管的指定電流增益。

這種類型的并聯(lián)晶體管齊納穩(wěn)壓器可用于實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，因?yàn)樵撾娐肪哂?00%短路保護(hù)功能。也就是說(shuō)，該設(shè)計(jì)效率相當(dāng)?shù)拖?，因?yàn)榫w管在沒(méi)有負(fù)載的情況下可能會(huì)消耗大量電流。

為了獲得更好的結(jié)果，如下所示的串聯(lián)調(diào)整管類型的穩(wěn)壓器看起來(lái)是更好的選擇和優(yōu)選的。

在該電路中，齊納二極管為串聯(lián)調(diào)整管產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，其工作原理基本上類似于發(fā)射極跟隨器。因此，發(fā)射極電壓保持在齊納二極管產(chǎn)生的晶體管基極電壓的零點(diǎn)幾伏之間。因此，晶體管像串聯(lián)元件一樣工作，能夠有效控制電源電壓變化。

整個(gè)負(fù)載電流現(xiàn)在通過(guò)該串聯(lián)晶體管運(yùn)行。這種配置的功率處理能力完全由晶體管的值和規(guī)格決定，并且還取決于所用散熱器的效率和質(zhì)量。

使用1k串聯(lián)電阻器，上述設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)出色的調(diào)節(jié)。通過(guò)用特殊的低動(dòng)態(tài)齊納二極管（如10N1）代替普通齊納二極管，可以將調(diào)節(jié)系數(shù)提高1589倍。

如果希望上述電路提供可變電壓調(diào)節(jié)輸出，可以通過(guò)在齊納二極管上使用1K電位計(jì)輕松實(shí)現(xiàn)。這允許在串聯(lián)晶體管的基極調(diào)節(jié)可變基準(zhǔn)電壓。

然而，由于電位計(jì)產(chǎn)生的一些分流效應(yīng)，這種修改可能會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)效率降低。