一文了解穩(wěn)壓二極管原理特性等

▉ 穩(wěn)壓二極管——原理

穩(wěn)壓二極管，英文名字 Zener diode，又叫齊納二極管，利用 PN 結反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。

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體器件。

在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數(shù)值，在這個低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定，穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準元件使用。

下面是穩(wěn)壓管常見的電路圖。

▉ 穩(wěn)壓二極管——參數(shù)解讀

下圖是穩(wěn)壓管的伏安特性曲線，你可以叫他 U-I 曲線，反應電壓和電流之間的關系。

Y 軸右側是正向曲線，左側是反向曲線，穩(wěn)壓管的工作區(qū)域一般就是在左側，因為穩(wěn)壓管工作原理就是 PN 結反向擊穿，正接時和一般二極管一樣，也有正向?qū)妷骸?/p>

穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線

某一 5.1V 穩(wěn)壓管參數(shù)

Vz：穩(wěn)壓值，高于 Vz，電壓穩(wěn)定在 Vz，低于 Vz，穩(wěn)壓管不工作，電路處于開路狀態(tài)，這個參數(shù)也是最重要的。

Zzt 和 Zzk：動態(tài)電阻，單位電流變化引起的電壓的變化 dv/dt。

這個值越小，代表穩(wěn)壓管性能越好，意思就是電流變化很大時，電壓變化也很小（代表穩(wěn)壓值恒定不變，要的就是這個效果）。

同一個穩(wěn)壓管時，這個動態(tài)電阻也是隨著電流變化而變化的，電流變化大時，動態(tài)電阻小；電流變化小時，動態(tài)電阻大。

Zzt@Izt，Izt 在 5mA 時，測試的 Zzt 最大 50 歐姆。Zzk@Izk，Izk 在 0.5mA 時，測試的 Zzk 最大 500 歐姆。

Ir@Vr：反向漏電流，指在特定的反向電壓下測試得到的電流，從 SPEC 上看，Vr=4.2V 時，Ir=5uA，這個電流很重要，穩(wěn)壓管沒進穩(wěn)壓狀態(tài)也就是沒工作時消耗的電流，Ir 越小越好。

Vf@If：正向電壓，指在特定的正向電流下測試得到的正向電壓，一般正向電流不同，測試得到的正向電壓也不同，If=100mA 時，Vf=1.25V。

Pd：耗散功率，流進穩(wěn)壓管的功率不能超過這個值，否則會損壞穩(wěn)壓管，公式 Pd=I*Vz。

下面再來看一下二極管的動態(tài)電阻特性。

▉ 穩(wěn)壓二極管——動態(tài)電阻

二極管的正向導通電阻在小電流時比較大，在大電流時比較小。

二極管的正向?qū)娮栊?，反向?qū)娮璐?，意味著正向?qū)ㄐ阅芎?，反向漏電流小，這種二極管是比較好的。

如果動態(tài)電阻大，則 dv 變化很大時，di 才有很小的變化，起到恒流的作用，利用這一特性，有恒流二極管和恒流三極管。

恒流二極管英文 CRD（Current Regulative Diode），可以再看看 CRD 的伏安特性曲線。

在下圖中可以看到：在電流為 Ip 對應的橫坐標電壓以后，電流都是恒定不變的，因為動態(tài)電阻大，在一定變化范圍內(nèi)，電壓都是幾乎不變的，直到二極管被擊穿。

恒流二極管的伏安特性曲線