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標(biāo)簽 > 穩(wěn)壓管
穩(wěn)壓二極管（又叫齊納二極管）是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡(jiǎn)稱穩(wěn)壓管。 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(dǎo)體器件。
穩(wěn)壓二極管（又叫齊納二極管）是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡(jiǎn)稱穩(wěn)壓管。［1］ 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(dǎo)體器件。穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)，在一定的電流范圍內(nèi)（或者說(shuō)在一定功率損耗范圍內(nèi)），端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性，因而廣泛應(yīng)用于穩(wěn)壓電源與限幅電路之中。穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來(lái)分檔的，因?yàn)檫@種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來(lái)以便在較高的電壓上使用，通過(guò)串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓，稱為雙向穩(wěn)壓管。
穩(wěn)壓二極管（又叫齊納二極管）是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡(jiǎn)稱穩(wěn)壓管。［1］ 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(dǎo)體器件。穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)，在一定的電流范圍內(nèi)（或者說(shuō)在一定功率損耗范圍內(nèi)），端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性，因而廣泛應(yīng)用于穩(wěn)壓電源與限幅電路之中。穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來(lái)分檔的，因?yàn)檫@種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來(lái)以便在較高的電壓上使用，通過(guò)串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓，稱為雙向穩(wěn)壓管。
主要參數(shù)
穩(wěn)定電壓Uz指穩(wěn)壓管通過(guò)額定電流時(shí)兩端產(chǎn)生的穩(wěn)定電壓值。［2］ 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(hào)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值也不完全一致。例如，2CW51型穩(wěn)壓管的Vzmin為3.0V，Vzmax則為3.6V。
耗散功率Pz反向電流通過(guò)穩(wěn)壓二極管的PN結(jié)時(shí)，要產(chǎn)生一定的功率損耗，PN結(jié)的溫度也將升高。根據(jù)允許的PN結(jié)工作溫度決定出管子的耗散功率。通常小功率管約為幾百毫瓦至幾瓦。［3］ 最大耗散功率Pzm：是穩(wěn)壓管的最大功率損耗取決于PN結(jié)的面積和散熱等條件。反向工作時(shí)，PN結(jié)的功率損耗為：Pz=Vz*Iz，由Pzm和Vz可以決定Izmax。
穩(wěn)定電流Iz最小穩(wěn)定電流Izmin、大穩(wěn)定電流Izmax穩(wěn)定電流：工作電壓等于穩(wěn)定電壓時(shí)的反向電流；最小穩(wěn)定電流：穩(wěn)壓二極管工作于穩(wěn)定電壓時(shí)所需的最小反向電流；最大穩(wěn)定電流：穩(wěn)壓二極管允許通過(guò)的最大反向電流。
動(dòng)態(tài)電阻rz其概念與一般二極管的動(dòng)態(tài)電阻相同，只不過(guò)穩(wěn)壓二極管的動(dòng)態(tài)電阻是從它的反向特性上求取的。rz愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。 rz=△Vz/△Iz
溫度系數(shù)Ctv溫度的變化將使VZ改變，在穩(wěn)壓管中，當(dāng)|VZ|》7V時(shí)，Vz具有正溫度系數(shù)，反向擊穿是雪崩擊穿。 當(dāng)|Vz|《4V時(shí)，VZ具有負(fù)溫度系數(shù)，反向擊穿是齊納擊穿。當(dāng)4V《|Vz|《7V時(shí)，穩(wěn)壓管可以獲得接近零的溫度系數(shù)。這樣的穩(wěn)壓二極管可以作為標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓管使用。例如2CW58穩(wěn)壓管的Ctv是+0.07%/°C，即溫度每升高1°C，其穩(wěn)壓值將升高0.07%。
動(dòng)態(tài)電阻Rz指穩(wěn)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(dòng)態(tài)電阻則愈小。例如，2CW7C穩(wěn)壓管的工作電流為5mA時(shí)，Rz為18Ω；工作電流為10mA時(shí)，Rz為8Ω;為20mA時(shí)，Rz為2Ω。Rz=DVz/DIz，Rz愈大，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。［4］
漏電流IR指穩(wěn)壓二極管在規(guī)定的反向電壓下產(chǎn)生的漏電流。例如2CW58穩(wěn)壓管的VR=1V時(shí)，IR=0.1uA;在VR=6V時(shí)，IR=10uA。
工作原理
穩(wěn)壓管也是一種晶體二極管，它是利用PN結(jié)的擊穿區(qū)具有穩(wěn)定電壓的特性來(lái)工作的。穩(wěn)壓管在穩(wěn)壓設(shè)備和一些電子電路中獲得廣泛的應(yīng)用。把這種類型的二極管稱為穩(wěn)壓管，以區(qū)別用在整流、檢波和其他單向?qū)щ妶?chǎng)合的二極管。穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動(dòng)，或其它原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。［5］ 穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。因?yàn)檫@種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。其伏安特性見(jiàn)穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來(lái)以便在較高的電壓上使用，通過(guò)串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓。三端穩(wěn)壓管嚴(yán)格說(shuō)來(lái)屬于集成電路，將輸出電壓與內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓比較后驅(qū)動(dòng)調(diào)整管調(diào)整到穩(wěn)定的一個(gè)數(shù)值。單獨(dú)的元件可用萬(wàn)用表測(cè)量各腳間電阻來(lái)粗略判別是否損壞，最好是接入電路中測(cè)量。電壓調(diào)整率和紋波等指標(biāo)就只有用專業(yè)儀器測(cè)試了。業(yè)余條件下也可用示波器定性檢查。穩(wěn)壓管也是一種晶體二極管，它是利用PN結(jié)的擊穿區(qū)具有穩(wěn)定電壓的特性來(lái)工作的。穩(wěn)壓管在穩(wěn)壓設(shè)備和一些電子電路中獲得廣泛的應(yīng)用。我們把這種類型的二極管稱為穩(wěn)壓管，以區(qū)別用在整流、檢波和其他單向?qū)щ妶?chǎng)合的二極管。（1）穩(wěn)定電壓Uz Uz就是PN結(jié)的擊穿電壓，它隨工作電流和溫度的不同而略有變化。對(duì)于同一型號(hào)的穩(wěn)壓管來(lái)說(shuō)，穩(wěn)壓值有一定的離散性。（2）穩(wěn)定電流Iz 穩(wěn)壓管工作時(shí)的參考電流值。它通常有一定的范圍，即Izmin——Izmax。（3）動(dòng)態(tài)電阻rz 它是穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值，如上圖所示，即這個(gè)數(shù)值隨工作電流的不同而改變。通常工作電流越大，動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好。（4）電壓溫度系數(shù) 它是用來(lái)說(shuō)明穩(wěn)定電壓值受溫度變化影響的系數(shù)。不同型號(hào)的穩(wěn)壓管有不同的穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)，且有正負(fù)之分。穩(wěn)壓值低于4v的穩(wěn)壓管，穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)為負(fù)值；穩(wěn)壓值高于6v的穩(wěn)壓管，其穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)為正值；介于4V和6V之間的，可能為正，也可能為負(fù)。在要求高的場(chǎng)合，可以用兩個(gè)溫度系數(shù)相反的管子串聯(lián)進(jìn)行補(bǔ)償（如2DW7）。（5）額定功耗Pz 前已指出，工作電流越大，動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)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(guò)Pz將會(huì)使穩(wěn)壓管損壞。
穩(wěn)壓二極管和二極管區(qū)別
第一，二極管一般在正向電壓下工作，穩(wěn)壓管則在反向擊穿狀態(tài)下工作，二者用法不同；
第二，普通二極管的反向擊穿電壓一般在40V以上，高的可達(dá)幾百伏至上千伏，而且在伏安特性曲線反向擊穿的一段不陡，即反向擊穿電壓的范圍較大，動(dòng)態(tài)電阻也比較大。對(duì)于穩(wěn)壓管，當(dāng)反向電壓超過(guò)其工作電壓Vz（亦稱齊納電壓或穩(wěn)定電壓）時(shí)，反向電流將突然增大，而器件兩端的電壓基本保持恒定。對(duì)應(yīng)的反向伏安特性曲線非常陡，動(dòng)態(tài)電阻很小。穩(wěn)壓管可用作穩(wěn)壓器、電壓基準(zhǔn)、過(guò)壓保護(hù)、電平轉(zhuǎn)換器等。
穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性是什么？
穩(wěn)壓二極管通常是工作在反向擊穿狀態(tài)。
穩(wěn)壓二極管的正向特性和普通二極管差不多。
其反向特性是在反向電壓低于反向擊穿電壓時(shí)，反向電阻很大，反向漏電流極小。但是，當(dāng)反向電壓臨近反向電壓的臨界值時(shí)，反向電流驟然增大，稱為擊穿，在這一臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻驟然降至很小值。
盡管電流在很大的范圍內(nèi)變化，而二極管兩端的電壓卻基本上穩(wěn)定在擊穿電壓附近，從而實(shí)現(xiàn)了二極管的穩(wěn)壓功能。
下圖為穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線
TVS和一般的穩(wěn)壓二極管有什么區(qū)別
一、穩(wěn)壓管和TVS管的工作原理 穩(wěn)壓二極管（又叫齊納二極管），是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件，在這臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻降低到一個(gè)很小的數(shù)值，在這個(gè)低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定。穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來(lái)分檔的，因?yàn)檫@種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來(lái)以便在較高的電壓上使用，通過(guò)串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓?！ VS（Transient Voltage Suppresser瞬態(tài)電壓抑制器）是普遍使用的一種新型高效電路保護(hù)器件，它具有極快的響應(yīng)時(shí)間（亞納秒級(jí)）和相當(dāng)高的浪涌吸收能力。當(dāng)它的兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩?，以吸收一個(gè)瞬間大電流，從而把它的兩端電壓鉗制在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而保護(hù)后面的電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。正因?yàn)槿绱?，TVS可用于保護(hù)設(shè)備或電路免受靜電、電感性負(fù)載切換時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓，以及感應(yīng)雷所產(chǎn)生的過(guò)電壓。 TVS管和穩(wěn)壓管一樣，也是反向應(yīng)用的。其中VR稱為最大轉(zhuǎn)折電壓，是反向擊穿之前的臨界電壓。VB是擊穿電壓，其對(duì)應(yīng)的反向電流IT一般取值為1 mA。VC是最大箝位電壓，當(dāng)TVS管中流過(guò)的峰值電流為IPP的大電流時(shí)，管子兩端電壓就不再上升了。因此TVS管能夠始終把被保護(hù)的器件或設(shè)備的端口電壓限制在VB～VC的有效區(qū)內(nèi)。與穩(wěn)壓管不同的是，IPP的數(shù)值可達(dá)數(shù)百安培，而箝位響應(yīng)時(shí)間僅為1×10-12s。TVS的最大允許脈沖功率為PM=VCIPP，且在給定最大鉗位電壓下，功耗PM越大，其浪涌電流的承受能力越大?！ ?、穩(wěn)壓管和TVS管的異同 電子系統(tǒng)的應(yīng)用當(dāng)中，電壓及電流的瞬態(tài)干擾會(huì)經(jīng)常造成電子設(shè)備的損壞，瞬態(tài)干擾的顯著特點(diǎn)是作用時(shí)間極短，但電壓幅度高、瞬態(tài)能量大，所以破壞性很大。為了防止這種破壞，TVS管得到了廣泛的應(yīng)用，TVS（Transient Voltage Suppressor）是一種在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一高效能的電路保護(hù)器件，其電路符號(hào)和普通穩(wěn)壓二極管相同，外形也與普通二極管無(wú)異，當(dāng)TVS管兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，它能以極高的速度（最高達(dá)1*10-12秒）使其阻抗驟然降低，同時(shí)吸收一個(gè)大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而確保后面的電路元件免受瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞。我們?cè)谝恍┚茈娮釉O(shè)備中經(jīng)?？梢钥吹絋VS二極管作為ESD防護(hù)的主要手段之一?！ ∽鳛槎叩墓餐c(diǎn)，它們都可以用來(lái)穩(wěn)壓，并且都工作在反向截止?fàn)顟B(tài)下，其正向特性與普通二極管相同，反向特性為典型的PN結(jié)雪崩器件。但是TVS管齊納擊穿電流更小，大于10V的穩(wěn)壓只有1mA，相對(duì)來(lái)說(shuō)齊納二極管擊穿電流要大不少，但是齊納二極管穩(wěn)壓精度可以做的比較高。而且TVS管強(qiáng)調(diào)的是瞬態(tài)響應(yīng)，所以其時(shí)間參數(shù)就很重要了，也就是說(shuō)穩(wěn)壓二極管的響應(yīng)時(shí)間通常要比TVS管的慢。同時(shí)TVS管的功率較大，而穩(wěn)壓管的功率較小。 其次，從概念上理解，TVS管主要是防止瞬間大電壓的影響，最終可以達(dá)到穩(wěn)壓的目的，這與穩(wěn)壓管的作用是有區(qū)別的。
前面兩篇文章分別聊了TVS管的幾個(gè)參數(shù)以及和穩(wěn)壓管的區(qū)別，這兩個(gè)在面試中經(jīng)常會(huì)被問(wèn)到。今天再聊一個(gè)命中率更高的問(wèn)題，不信你往下看。
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TVS二極管和穩(wěn)壓二極管到底有什么區(qū)別立即下載
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