穩壓二極管的工作原理及應用電路
發布時間:2019-04-12 責任編輯:lina
【導讀】理解穩壓二極管的工作原理,需要從了解二極管的反向特性開始。所有的晶體二極管,其基本特性是單向導通。也就是說,正向加壓導通,反向加壓不通。這裏有個條件就是反向加壓不超過管子的反向耐壓值。
理解穩壓二極管的工作原理,需要從了解二極管的反向特性開始。所有的晶體二極管,其(qi)基(ji)本(ben)特(te)性(xing)是(shi)單(dan)向(xiang)導(dao)通(tong)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo),正(zheng)向(xiang)加(jia)壓(ya)導(dao)通(tong),反(fan)向(xiang)加(jia)壓(ya)不(bu)通(tong)。這(zhe)裏(li)有(you)個(ge)條(tiao)件(jian)就(jiu)是(shi)反(fan)向(xiang)加(jia)壓(ya)不(bu)超(chao)過(guo)管(guan)子(zi)的(de)反(fan)向(xiang)耐(nai)壓(ya)值(zhi)。那(na)麼(me)超(chao)過(guo)耐(nai)壓(ya)值(zhi)後(hou)是(shi)什(shen)麼(me)結(jie)果(guo)呢(ne)?一個簡單的答案就是管子燒毀。但這不是全部答案。試驗發現,隻要限製反向電流值(例如,在管子與電源之間串聯一個電阻),管(guan)子(zi)雖(sui)然(ran)被(bei)擊(ji)穿(chuan)卻(que)不(bu)會(hui)燒(shao)毀(hui)。而(er)且(qie)還(hai)發(fa)現(xian),管(guan)子(zi)反(fan)向(xiang)擊(ji)穿(chuan)後(hou),電(dian)流(liu)從(cong)大(da)往(wang)小(xiao)變(bian),電(dian)壓(ya)隻(zhi)有(you)很(hen)微(wei)小(xiao)的(de)下(xia)降(jiang),一(yi)直(zhi)降(jiang)到(dao)某(mou)個(ge)電(dian)流(liu)值(zhi)後(hou)電(dian)壓(ya)才(cai)隨(sui)電(dian)流(liu)的(de)下(xia)降(jiang)急(ji)劇(ju)下(xia)降(jiang)。正(zheng)是(shi)利(li)用(yong)了(le)這(zhe)個(ge)特(te)性(xing)人(ren)們(men)才(cai)造(zao)出(chu)了(le)穩(wen)壓(ya)二(er)極(ji)管(guan)。使(shi)用(yong)穩(wen)壓(ya)二(er)極(ji)管(guan)的(de)關(guan)鍵(jian)是(shi)設(she)計(ji)好(hao)它(ta)的(de)電(dian)流(liu)值(zhi)。
穩壓二極管的特點就是擊穿後,其兩端的電壓基本保持不變。 zheyang,dangbawenyaguanjierudianluyihou,ruoyouyudianyuandianyafashengbodong,huoqitayuanyinzaochengdianluzhonggediandianyabiandongshi,fuzailiangduandedianyajiangjibenbaochibubian。
穩壓二極管的工作原理及應用電路
一.穩壓二極管原理及特性
一般三極管都是正向導通,反向截止;加在二極管上的反向電壓、如果超過二極管的承受能力,二極管就要擊穿損毀。但是有一種二極管,它的正向特性與普通二極管相同,而反向特性卻比較特殊:當反向電壓加到一定程度時,雖然管子呈現擊穿狀態,通過較大電流,卻不損毀,並且這種現象的重複性很好;反fan過guo來lai著zhe,隻zhi要yao管guan子zi處chu在zai擊ji穿chuan狀zhuang態tai,盡jin管guan流liu過guo管guan子zi的de電dian在zai變bian化hua很hen大da,而er管guan子zi兩liang端duan的de電dian壓ya卻que變bian化hua極ji小xiao起qi到dao穩wen壓ya作zuo用yong。這zhe種zhong特te殊shu的de二er極ji管guan叫jiao穩wen壓ya管guan。
穩壓管的型號有2CW、2DW 等係列,它的電路符號如圖5-17所示。

穩壓管的穩壓特性,可用圖5一18所示伏安特性曲線很清楚地表示出來。

穩壓管是利用反向擊多區的穩壓特性進行工作的,因此、穩壓管在電路中要反向連接。穩壓管的反向擊穿電壓稱為穩定電壓、不同類型穩壓管的穩定電壓也不一樣,某一型號的穩壓管的穩壓值固定在口定範圍。例如:2CW11的穩壓值是3.2伏到4.5伏,其中某一隻管子的穩壓值可能是3.5伏,另一隻管子則可能是4,2伏。
在實際應用中,如果選擇不到穩壓值符合需要的穩壓管,可以選用穩壓值較低的穩壓管,然後串聯一辦或幾隻矽二極管“枕墊”,把穩定電壓提高到所需數值。這是利用矽二極管的正向壓降為0.6~0.7伏的特點來進行穩壓的。因此,二極管在電路中必須正向連接,這是與穩壓管不同的。
穩壓管穩壓性能的好壞,可以用它的動態電阻r來表示:

顯然,對於同樣的電流變化量ΔI,穩壓管兩端的電壓變化量ΔU越小,動態電阻越小,穩壓管性能就越好。
穩wen壓ya管guan的de動dong態tai電dian阻zu是shi隨sui工gong作zuo電dian流liu變bian化hua的de,工gong作zuo電dian流liu越yue大da。動dong態tai電dian阻zu越yue小xiao。因yin此ci,為wei使shi穩wen壓ya效xiao果guo好hao,工gong作zuo電dian流liu要yao選xuan得de合he。工gong作zuo電dian流liu選xuan得de大da些xie,可ke以yi減jian小xiao動dong態tai電dian阻zu,但dan不bu能neng超chao過guo管guan子zi的de最zui大da允yun許xu電dian流liu(或最大耗散功率)。各種型號管子的工作電流和最大允許電流,可以從手冊中查到。
穩壓管的穩定性能受溫度影響,當溫度變化時,它的穩定電壓也要發生變化,常用穩定電壓的溫度係數來表示這種性能例如2CW19型穩壓管的穩定電壓Uw= 12伏,溫度係數為0.095%℃,說明溫度每升高1℃,其穩定電壓升高11.4毫伏。為提高電路的穩定性能,往往采用適當的溫度補償措施。在穩定性能要求很高時,需使用具有溫度補償的穩壓,如2DW7A、2DW7W、2DW7C 等。
二. 穩壓二極管穩壓電路圖
由矽穩壓管組成的簡單穩壓電路如圖5- l9(a)所示。矽穩壓管DW與負載Rfz,並聯,R1為限流電阻。

這個電路是怎樣進行穩壓的呢?
若電網電壓升高,整流電路的輸出電壓Usr也隨之升高,引起負載電壓Usc 升高。由於穩壓管DW與負載Rfz並聯,Usc 隻要有根少一點增長,就會使流過穩壓管的電流急劇增加,使得I1也增大,限流電阻R1上的電壓降增大,從而抵消了Usr的升高,保持負載電壓Usc 基本不變。反之,若電網電壓降低,引起Usr下降,造成Usc 也下降,則穩壓管中的電流急劇減小,使得I1減小,R1上的壓降也減小,從而抵消了Usr的下降,保持負載電壓Usc 基本不變。
若Usr 不變而負載電流增加,則R1上的壓降增加,造成負載電壓Usc 下降。Usc 隻要下降一點點,穩壓管中的電流就迅速減小,使R1上的壓降再減小下來,從而保持R1上的壓降基本不變,使負載電壓Usc 得以穩定。

綜上所述可以看出,穩壓管起著電流的自動調節作 用,而限流電阻起著電壓調整作用。穩壓管的動態電阻越小,限流電阻越大,輸出電壓的穩定性越好。
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