稳压二极管工作原理和注意事项

一、概念

稳压二极管(Zener diode)，又称齐纳二极管。利用PN结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象(电流变换，电压不变特性)，制作成稳压作用的特殊二极管。稳压二极管主要被作为稳压器或电压基准元件使用，其可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更高的稳定电压。

二、工作原理

稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多，反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻值很大，反向漏电流极小。但是，当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，产生雪崩效应，称为击穿状态。雪崩击穿并不会造成二极管永久性损毁，重复性也极好。

在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至极小值，电流通过变大。尽管电流在很大的范围内变化，而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现了二极管的稳压功能。

稳压二极管的伏安特性曲线图如下：

三.主要参数

1、稳定电压(Uz)

指稳压二极管通过PN结额定电流时两端所产生的稳定电压值，该值随工作电流和温度的不同而略有变化。由于半导体制造工艺的差别，同一型号稳压二极管的稳压值也不一定相同。

例如：S-LMSZ5231BT1G型稳压二极管的Vzmin为4.85V, Vzmax则为5.36V。

　

2、额定电流(Iz)

指稳压二极管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压二极管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。

3、动态电阻(Rz)

指稳压二极管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流越大，动态电阻则越小，稳压性能越好。

例如：S-LMSZ5231BT1G稳压二极管的工作电流为 5mA时，Rz为17Ω;

工作电流为10mA时，Rz为9Ω;为20mA时，Rz为2Ω ; > 20mA则基本维持此数值。

公式：Rz= (△Uz)/(△Iz)

4、额定功耗(Pz)

由器件允许温升决定，其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积（Pz=Iz*Vz）。

例如S-LMSZ5231BT1G稳压二极管的Vz为5.1V，Izm为20mA，则该管的Pz为101mW/℃。

5、反向漏电流(IR)

指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。

例如S-LMSZ5231BT1G稳压二极管的VR=2V时，IR≈5uA。

6、温度系数(α)

如果稳压二极管的温度变化，它的稳定电压也会发生微小变化，温度变化1℃所引起管子两端电压的相对变化量即是温度系数(单位：﹪/℃)。

一般说来稳压值低于6V属于齐纳击穿，温度系数是负的;高于6V的属雪崩击穿，温度系数是正的。温度升高时，耗尽层减小，耗尽层中，原子的价电子上升到较高的能量，较小的电场强度就可以把价电子从原子中激发出来产生齐纳击穿，因此它的温度系数是负的。雪崩击穿发生在耗尽层较宽电场强度较低时，温度增加使晶格原子振动幅度加大，阻碍了载流子的运动。这种情况下，只有增加反向电压，才能发生雪崩击穿，因此雪崩击穿的电压温度系数是正的。

七、需要注意的事项

1、稳压二极管的选用：稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护稳压管极管。

2、选用的稳压二极管，应满足应用电路中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同，稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右。

3、稳压二极管损坏后，应采用同型号稳压二极管或电参数相同的稳压二极管来更换。

4、可以用具有相同稳定电压值的高耗散功率稳压二极管来代换耗散功率低的稳压二极管，但不能用耗散功率低的稳压二极管来代换耗散功率高的稳压二极管。

例如，0.5W、6.2V的稳压二极管可以用1W、6.2V稳压二极管代换（降额使用）。

5 、当Iz电流超过稳压管最大工作电流Izm时，二极管会因为过热而造成永久性损坏。
　　审核编辑：汤梓红