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穩壓二極管的工作原理及應用

更新時間:2018/4/28 22:19:18    閱讀:4005    分享此文章:
穩壓二極管是一種用特殊工藝制造而成的面結型硅半導體二極管,它的外形、內部結構與普通二極管相似,正常工作時應加反向電壓。

一、穩壓二極管的特點

 

穩壓二極管的電路符號如圖1所示。

圖2為穩壓二極管的伏安特性曲線,圖3為普通二極管的伏安特性曲線。從曲線上看兩種二極管的伏安特性曲線相似,其正向特性曲線一樣,但反向特性曲線穩壓二極管比普通二極管陡直。

當反向電壓小于Vz時,穩壓二極管反向電流很小;當反向電壓達到Vz后,穩壓二極管發生電擊穿,反向電流急劇增大,此后,只要反向電壓略有增加,反向電流就會急劇加大,即:Vz↑===Iz↑,Vz↓===Iz↓。

這時穩壓二極管仍處于反向擊穿狀態。對應于圖2中的AB段。由于采用了特殊的制造工藝,這種擊穿是可逆的,即當去掉外加反向電壓后,穩壓管的擊穿可立即恢復。當然,如果反向電流太大,超過了允許值(即圖中的B點),那么穩壓二極管就由電擊穿過渡到熱擊穿。此時管子就損壞了。

由此可見:穩壓二極管的穩壓原理是利用穩壓二極管工作于電擊穿區時,電壓幾乎不隨電流而變的特性進行穩壓的。

二、穩壓二極管的應用

 

1.并聯型穩壓電路

如圖4所示的并聯型穩壓電路,當輸入電壓升高或RL阻值變大時有:Vz↑===Iz↑===I↑===Ur↑===Ir↑===VL↓,從而抵消了輸出電壓VL的變化。反之,當輸入電壓下降或RL阻值變小時有:VL↓===Iz↓===I↓===Ur=Ir↓===VL↑。

可見:這種電路的穩壓是利用了穩壓二極管兩端電壓微變。而電流突變使整個電路電流改變.電阻R上的電壓也隨之改變,從而達到穩定輸出電壓的目的。

2.串聯型穩壓電路

如圖5所示的電路,當輸入電壓升高或RL阻值變大時有:

VL↑===VB↑===Vbe↑===Ib2↑===Ic2↑===Vce2↓===Vc↑(Vc=Vz+Vce2)
===Vbe1↑===Ib1↑===Ic1↑===Vce1↑===VL↓

從而抵消了輸出電壓VL的波動。

反之:當輸人電壓下降或RL阻值變小時有:

VL↓===Vb↓===Vbe2↓===Ib2↓===Ic2↑===Vce2↓===Vc↑(Vc=Vz+Vce2)
===Vbe1↓===Ib1↓===Ic1↓===Vce1↓===VL↑

從而抵消了輸出電壓vL的波動。可見:這種電路的穩壓同樣是利用了穩壓二極管上電流突變,而兩端電壓幾乎不變的特性來實現調整三極管管壓降的改變,從而達到穩定輸出電壓的目的。

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