穩(wěn)壓二極管是很多電路中,低電流供電時(shí)使用比較多的方案。因?yàn)槠涑杀镜?,只需與電阻組合,就能夠?qū)崿F(xiàn)基本的穩(wěn)壓電路。雖然它的穩(wěn)壓精度無法做到太高,但是在很多要求不高的電路中,還是比較合適的。
穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理
穩(wěn)壓二極管也叫做齊納二極管,它具有普通二極管正向?qū)ā⒎聪蚪刂沟奶匦?,但是這種二極管的反向電壓超過一定值的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)擊穿的現(xiàn)象,并且這種擊穿是軟擊穿,并不會(huì)對二極管造成損壞。穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓作用,就是利用了它的反向擊穿作用。穩(wěn)壓二極管內(nèi)部也是由PN結(jié)構(gòu)成的,PN結(jié)在反向擊穿時(shí),電流在一定范圍內(nèi)變化時(shí),電壓會(huì)基本保持不變。
從穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線能夠看出,它的正向特性與普通二極管是一致的,反向特性,當(dāng)?shù)陀谒膿舸╇妷簳r(shí),也與普通二極管的特性相類似,處于截止,但是當(dāng)超過擊穿電壓時(shí)電流會(huì)迅速變化,但是電壓會(huì)保持在一個(gè)很小的區(qū)間范圍內(nèi)。基本的二極管穩(wěn)壓電路,就是通過與負(fù)載反向并聯(lián),保持工作電壓穩(wěn)定的。
穩(wěn)壓二極管的使用
穩(wěn)壓二極管在使用時(shí)是反向并聯(lián)在負(fù)載兩端的,如果輸入的電壓沒有超過其穩(wěn)壓值,它是不導(dǎo)通的,如果超過它的穩(wěn)壓值穩(wěn)壓二極管參數(shù),它會(huì)擊穿導(dǎo)通。一般來講,輸入的電壓都是超過其穩(wěn)壓值的,在實(shí)際使用時(shí),就需要通過電阻與其串聯(lián),去承擔(dān)高于穩(wěn)壓值的這部分電壓。
穩(wěn)壓二極管在參數(shù)選擇時(shí),首先需要確定穩(wěn)壓值,這個(gè)與負(fù)載電路有關(guān),由于穩(wěn)壓二極管并不是每個(gè)電壓值都有,并且穩(wěn)壓值會(huì)存在一定的離散性,所以在選擇穩(wěn)壓值時(shí),可以根據(jù)負(fù)載的情況選擇接近的穩(wěn)壓值,比如5V的負(fù)載可以選擇5.1V的穩(wěn)壓二極管。
確定了穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值之后,需要確定分壓電阻的阻值。在這里的電阻主要起到兩個(gè)作用:一個(gè)是提供穩(wěn)壓二極管的工作電流,另一個(gè)是限制穩(wěn)壓二極管的最大電流。穩(wěn)壓二極管的電流低時(shí),無法起到正常的穩(wěn)壓作用,過高會(huì)出現(xiàn)永久擊穿。計(jì)算電阻的阻值,需要首先確定兩個(gè)值,一個(gè)是輸入的電壓范圍,另一個(gè)是負(fù)載電流的變化范圍,還有另外的兩個(gè)參數(shù)最小電流以及最大電流穩(wěn)壓二極管參數(shù),這個(gè)可以在穩(wěn)壓二極管的技術(shù)手冊中查到。
假設(shè)輸入電壓的范圍為15V-18V,負(fù)載電流變化范圍為5-15mA,輸出穩(wěn)壓值為12V,穩(wěn)壓二極管的最小電流為0.25mA,最大電流為50mA。
根據(jù)公式計(jì)算:(18V-12V)/(50mA+5mA)
以上是穩(wěn)壓二極管使用時(shí)需要確定和計(jì)算的幾個(gè)參數(shù),應(yīng)該特別主要的是,穩(wěn)壓二極管在使用時(shí)是不可以不串聯(lián)電阻而直接并聯(lián)在負(fù)載上使用的,這樣在輸入電壓超過其穩(wěn)壓值時(shí),不但不會(huì)起到穩(wěn)壓作用,還會(huì)引起發(fā)熱損壞。
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