本文主要介紹穩(wěn)壓二極管的實(shí)際應(yīng)用以及仿真驗證
穩(wěn)壓管是二極管的一種,它比較特殊,基本結(jié)構(gòu)與普通二極管一樣,也有一個PN結(jié)。由于制造工藝的不同,當(dāng)這種PN結(jié)處于反向擊穿狀態(tài)時,PN結(jié)不會損壞(普通二極管的PN結(jié)是會損壞),在穩(wěn)壓二極管用來穩(wěn)定電壓時就是利用它的這一擊穿特性。一般二極管反向電壓超過其反向耐壓值時會被擊穿而損壞,但是穩(wěn)壓二極管在承受反向電壓達(dá)到穩(wěn)壓值時,反向電流急劇增大。只要反向電流值不超過允許的最大電流,就可以正常工作,它的反向伏安特性曲線較陡、線性度很好。
如下圖是穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線圖,當(dāng)電壓大達(dá)到穩(wěn)壓值Uz時,曲線很陡,說明流過穩(wěn)壓二極管的電流在大小變化時,穩(wěn)壓二極管兩端的電壓大小基本不變,也就是說在在一定電壓范圍內(nèi),隨著流過穩(wěn)壓二極管的電流變化,穩(wěn)壓二極管兩端電壓大小基本保持不變,這就是穩(wěn)壓二極管的工作原理,它利用的是它的反向工作特性。
穩(wěn)壓管主要參數(shù)
①穩(wěn)定電壓Uz:穩(wěn)壓管反向擊穿后穩(wěn)定工作時的電壓值稱為穩(wěn)定電壓;
②穩(wěn)定電流Iz:穩(wěn)壓管反向擊穿后穩(wěn)定工作時的反向電流稱為穩(wěn)定電流。穩(wěn)壓管允許通過的最大反向電流稱為最大穩(wěn)定電流,使用穩(wěn)壓管時,工作電流不能超過,一般按大于2倍輸出電壓來設(shè)計;
③動態(tài)電阻Rz:穩(wěn)壓管在反向擊穿的曲線工作時,電壓變化量△Uz與電流變化量△I之比稱為動態(tài)電阻,動態(tài)電阻越小說明穩(wěn)壓性能越好;
④額定功耗Pz:由芯片允許溫升決定,它的額定值為穩(wěn)定電壓Uz和允許最大電流Iz的乘積。
⑤溫度系數(shù)α:穩(wěn)壓管的溫度變化會導(dǎo)致穩(wěn)定電壓發(fā)生微小變化,因此溫度變化1℃所引起管子兩端電壓的相對變化量即是溫度系數(shù),溫度系數(shù)越小越好,說明穩(wěn)壓管受溫度影響很小。
穩(wěn)壓管常見運(yùn)用:
過壓保護(hù):
multisim仿真實(shí)例:
負(fù)載500歐,穩(wěn)壓管電流44pA(電流太小,無法穩(wěn)壓。)
負(fù)載2k,穩(wěn)壓管電流3mA
負(fù)載10k,穩(wěn)壓管電流5.5mA