二极管工作原理(二极管的输入和输出方向)

齐纳二极管的原理及应用

要了解齐纳二极管的工作原理，我们只需要知道二极管的反向特性。所有晶体二极管的基本特性是单向导通。也就是说，正向增压开启，反向增压关闭。有一个条件是反压不超过管道的反压阻力。那么超过耐压值后的结果是什么呢？简单的回答就是管子烧了。但这还不是全部答案。发现只要限制反向电流值(比如在管道和电源之间串联一个电阻)，管道虽然被击穿，但不会烧毁。而且发现管反向击穿后电流由大变小，电压只略微下降，然后随着电流的减小电压急剧下降。正是这一特性使得利用人来制造齐纳二极管。使用齐纳二极管的关键是设计它的电流值。

齐纳二极管的特点是击穿后，齐纳二极管两端的电压基本不变。这样，当调压器接入电路时，如果电路中各点的电压由于电源电压波动或其他原因发生变化，负载两端的电压将基本保持不变。

齐纳二极管的工作原理、应用电路

1.齐纳二极管的原理和特性

一般情况下，三极管正向导通，反向关断。如果施加在二极管上的反向电压超过了二极管的承载能力，二极管就会击穿并损坏。但有一种二极管，其正向特性与普通二极管相同，但反向特性却相当特殊：当反向电压施加到一定程度时，虽然管处于击穿状态，但不会被大电流破坏，这种现象具有很好的重复性；另一方面，只要管道处于击穿状态，虽然流经管道的电流变化很大，但管道两端的电压变化很小，以稳定电压。这种特殊的二极管被称为稳压器。

调压器的类型为2CW和2DW，其电路符号如图5-17所示。

稳压管的稳压特性可以用图5-18所示的伏安特性曲线清楚地表示出来。

稳压管是利用反激多区的稳压特性工作的，所以稳压管应该反接在电路中。调压器的反向击穿电压称为稳定电压，不同类型的调压器的稳定电压是不同的。某型调压器的稳压值固定在规定范围内。例如，2CW11的稳压值为3.2伏到4.5伏，一根管子的稳压值可以是3.5伏，而另一根管子的稳压值可以是4.2伏。

在实际应用中，如果不能选择一个调节值满足需要的调节器，可以选择一个调节值较低的调节器，然后串联一个或几个硅二极管“抱枕”，将调节电压提高到所需值。硅二极管正向压降0.6 ~ 0.7伏稳压。因此，二极管必须在电路中正向连接，这与调压器不同。

稳压管的稳压性能可以用其动态电阻r来表示；

显然，对于相同的电流变化量 i，稳压器两端的电压变化量 u越小，动态电阻越小，稳压器的性能越好。

调压器的动态电阻随工作电流变化，工作电流越大。动态阻力越小。因此，为了使稳压效果好，要适当选择工作电流。选择较大的工作电流可以降低动态电阻，但不能超过管道的最大允许电流(或最大耗散功率)。各种类型管道的工作电流和最大允许电流可在手册中找到。

电压调节器的稳定性受温度影响。当温度变化时，其稳定电压也随之变化。稳定电压的温度系数通常用来表示这种性能。例如，2CW19卷的稳定电压UW

由硅稳压管组成的简单稳压电路如图5- l9(a)所示。硅稳压器DW与负载Rfz并联，R1是一个限流电阻。

这个电路是怎么稳压的？

如果电网电压上升，整流电路的输出电压Usr也会上升，导致负载电压Usc上升。由于调压器DW与负载Rfz并联，只要Usc有少许增加，流经调压器DW的电流就会急剧增加，这样I1也会增加，限流电阻R1上的压降也会增加，从而抵消Usr的增加，保持负载电压Usc基本不变。相反，如果电网电压下降，导致Usr和Usc下降，调压器中的电流急剧下降，使I1下降，R1上的电压下降，从而抵消Usr的下降，保持负载电压Usc基本不变。

如果Usr保持不变，负载电流增加，R1电压降增加，导致负载电压Usc降低。只要Usc下降一点，稳压器中的电流就会迅速下降，R1上的电压降就会再次下降，从而保持R1上的电压降基本不变，稳定负载电压Usc。

综上所述，可以看出，稳压管起自动调节电流的作用，而限流电阻起调节电压的作用。稳压器的动态电阻越小，限流电阻越大，输出电压的稳定性越好。