穩壓二極管

    硅穩壓二極管(簡稱硅穩壓管)實質上是一個硅晶體二極管。穩壓二極管的實例和管子的符號如圖Z0113所示𒉰。

1.二極管的擊穿現象

    由二極管的伏安特性可知,當加于它兩端的反偏電壓超過反向擊穿電壓之后,🦄二極管將發生擊穿現象。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。

(1)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ඣ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。

(3)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。

2. 穩壓管的擊穿特性

    穩壓管的正向特性與一般二極管相同,而反向擊穿特性很陡峭。

3. 穩壓管的主要參數

(1) 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3.2~4𒅌.5ওV (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。

(2)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 。

(3)動態電阻rZ

 &nbꦕsp;  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。

(4)額定功耗PZ

    Pz是由管子溫升所決定的參數, Pz=Vz IZmax 。

(5)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。