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稳压二极管的参数、文字图形符号、作用及工作原理,及判断其正负极和测量其好坏方法详解

来源:华强商城 发布时间:2022-08-08

摘要: 稳压二极管Zener diode,又叫齐纳二极管,是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件,它是利用PN结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,而制成的起稳压作用的二极管。稳压二极管具有:作为稳压器或电压基准元件使用;可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更高的稳定电压;可以保护电路中的电子元器件,防止其被高电流击穿等主要作用。下文中将介绍稳压二极管的主要参数、文字符号及图形符号、作用、工作原理,如何判断其正负极,如何测量其好坏,五种应用电路图(浪涌保护电路、过压保护电路、电弧抑制电路、串联型稳压电路、的一次性保护电路),及常见的稳压二极管型号大全。

稳压二极管Zener diode,又叫齐纳二极管,是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件,它是利用PN结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,而制成的起稳压作用的二极管。稳压二极管具有:作为稳压器或电压基准元件使用;可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更高的稳定电压;可以保护电路中的电子元器件,防止其被高电流击穿等主要作用。下文中将介绍稳压二极管的主要参数、文字符号及图形符号、作用、工作原理,如何判断其正负极,如何测量其好坏,五种应用电路图(浪涌保护电路、过压保护电路、电弧抑制电路、串联型稳压电路、的一次性保护电路),及常见的稳压二极管型号大全。

稳压二极管 / 齐纳二极管

稳压二极管的主要参数


  稳定电压(Uz)

  指稳压二极管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别,同一型号稳压二极管的稳压值也不完全一致。例如,2CW51型稳压二极管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。

  额定功耗(Pz)

  由芯片允许温升决定,其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压二极管的Vz为3V,Izm为20mA,则该管的Pz为60mWo

  额定电流(Iz)

  指稳压二极管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时,稳压二极管虽并非不能稳压,但稳压效果会变差;高于此值时,只要不超过额定功率损耗,也是允许的,而且稳压性能会好一些,但要多消耗电能。

  反向漏电流(IR)

  指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压二极管的VR=1V时,IR=O.1uA;在VR=6V时,IR=10uA。

  动态电阻(Rz)

  指稳压二极管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变,一般是工作电流愈大,动态电阻则愈小。例如,2CW7C稳压二极管的工作电流为 5mA时,Rz为18Ω;工作电流为1OmA时,Rz为8Ω;为20mA时,Rz为2Ω ; > 20mA则基本维持此数值。

  温度系数(α)

  如果稳压二极管的温度变化,它的稳定电压也会发生微小变化,温度变化1℃所引起管子两端电压的相对变化量即是温度系数(单位:﹪/℃)。一般说来稳压值低于6V属于齐纳击穿,温度系数是负的;高于6V的属雪崩击穿,温度系数是正的。温度升高时,耗尽层减小,耗尽层中,原子的价电子上升到较高的能量,较小的电场强度就可以把价电子从原子中激发出来产生齐纳击穿,因此它的温度系数是负的。雪崩击穿发生在耗尽层较宽电场强度较低时,温度增加使晶格原子振动幅度加大,阻碍了载流子的运动。这种情况下,只有增加反向电压,才能发生雪崩击穿,因此雪崩击穿的电压温度系数是正的。


稳压二极管的符号


稳压二极管的文字符号为“ZD”,图形符号如下图所示: 


稳压二极管的符号


稳压二极管作用


稳压二极管的作用如下:

1.稳压二极管被作为稳压器或电压基准元件使用

2.稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更高的稳定电压。

3.稳压二极管可以保护电路中的电子元器件,防止其被高电流击穿。

稳压二极管的工作原理


  稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多,反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。但是,当反向电压临近反向电压的临界值时,反向电流骤然增大,称为击穿,在这一临界击穿点上,反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化,而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近,从而实现了二极管的稳压功能。

稳压二极管的伏安特性曲线

稳压二极管的伏安特性曲线



如何区分稳压二极管的正负极?


从外形上看,金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形,负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极,另一端为正极。

对标志不清楚的稳压二极管,也可以用万用表判别其极性,测量的方法与普通二极管相同,即用万用表R×1k档,将两表笔分别接稳压二极管的两个电极,测出一个结果后,再对调两表笔进行测量。

在两次测量结果中,阻值较小那一次,黑表笔接的是稳压二极管的正极,红表笔接的是稳压二极管的负极。这里指的是指针式万用表。

区分稳压二极管的正负极

 

如何测量稳压二极管的好坏,有哪些方法?


阻值测量法

首先把指针式万用表的欧姆表拨到RX1K,黑表笔(指针万用表电池的正极)接稳压二极管的负极,红表笔(指针式万用表电池的负极)接到正极。这时万用表的指示值应该很大,可以达到几十万欧姆。然后将指针式万用表的欧姆表拨到RX10K,表示电阻值应该有明显下降,说明齐纳二极管处于击穿状态,二极管良好。相反,调节器管有问题,或者它不是调节器二极管。

电压测量法

这种测量方法相对简单。我们通常使用数字万用表的DC电压来直接测量齐纳二极管的输出电压值。如果测得的DC电压等于齐纳二极管的电压值,则表示齐纳二极管工作正常,二极管良好。

 

稳压二极管的五种应用电路图

 

稳压二极管的浪涌保护电路

稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或保护之元件来使用,因为各种电压的稳压二极管都可以得到,故对于这种应用特别适宜.图中的稳压二极管D是作为过压保护器件,只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通,使继电器J吸合负载RL就与电源分开

稳压二极管的浪涌保护电路


稳压二极管的过压保护电路

EC是电视机主供电压,当EC电压过高时,D导通,三极管BG导通,其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态。

稳压二极管的过压保护电路

 

稳压二极管的电弧抑制电路

在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话,当线圈在导通状态切断时,由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收,所以当开关断开时,开关的电弧也就被消除了。这个应用电路在工业上用得比较多,如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它。

稳压二极管的电弧抑制电路

 

稳压二极管的串联型稳压电路

在此电路中,串联稳压管,BG的基极被稳压二极管D钳定在13V,那么其发射极就输出恒定的12V电压了.这个电路在很多场合下都有应用。

稳压二极管的串联型稳压电路


稳压二极管的一次性保护电路

比如在重要部位,禁止电压升高损坏宝贵器件,可以用一个稳压管与该处的电源反向并联,当电源电压因故障突然升高,超过稳压管的稳压值以后,稳压管由截止状态迅速转入反向击穿,直接将电源短路,烧断熔丝或限流保护电阻,保护了该电源支路的所有负载不会因为超压而损坏。

由于这种保护用的稳压管平时是不起作用的,所以在应急修理中可以暂时不用,经验丰富的维修人员在紧急状况下甚至还可以就地取材,拆卸下来作为维修紧缺配件灵活使用。


稳压二极管的型号大全

 

稳压二极管是一种利用反方向特性的特殊二极管,广泛应用于各种稳压电路,例如阻容降压等,我们平时见的较多的可能有1N4728,这是稳压值为3.3V的稳压管,在供电3.3V电源可利用,1N4733/A稳压值为5.1V,在5V供电电源利用,还有1N4724A,这是在12V时候用到,另外还有很多型号。

下面列举一些常见的稳压二极管型号以及它的基本参数、可代换的型号。

稳压二极管的型号大全

 


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