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穩(wěn)壓二極管工作原理及故障特點(diǎn)

    穩(wěn)壓管也是一種晶體二極管，它是利用PN結(jié)的擊穿區(qū)具有穩(wěn)定電壓的特性來工作的。穩(wěn)壓管在穩(wěn)壓設(shè)備和一些電子電路中獲得廣泛的應(yīng)用。我們把這種類型的二極管稱為穩(wěn)壓管，以區(qū)別用在整流、檢波和其他單向?qū)щ妶龊系亩�極管。如圖畫出了穩(wěn)壓管的伏安特性及其符號(hào)。

    
    (1)穩(wěn)定電壓Uz Uz就是PN結(jié)的擊穿電壓，它隨工作電流和溫度的不同而略有變化。對于同一型號(hào)的穩(wěn)壓管來說，穩(wěn)壓值有一定的離散性。

    (2)穩(wěn)定電流Iz 穩(wěn)壓管工作時(shí)的參考電流值。它通常有一定的范圍，即Izmin——Izmax。

    (3)動(dòng)態(tài)電阻rz 它是穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值，如上圖所示，即這個(gè)數(shù)值隨工作電流的不同而改變。通常工作電流越大，動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好。

    下圖示出了穩(wěn)壓管工作時(shí)的動(dòng)態(tài)等效電路，圖中二極管為理想二極管。

    (4)電壓溫度系數(shù) 它是用來說明穩(wěn)定電壓值受溫度變化影響的系數(shù)。不同型號(hào)的穩(wěn)壓管有不同的穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)，且有正負(fù)之分。穩(wěn)壓值低于4v的穩(wěn)壓管，穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)為負(fù)值；穩(wěn)壓值高于6v的穩(wěn)壓管，其穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)為正值；介于4V和6V之間的，可能為正，也可能為負(fù)。在要求高的場合，可以用兩個(gè)溫度系數(shù)相反的管子串聯(lián)進(jìn)行補(bǔ)償(如2DW7)。

    (5)額定功耗Pz 前已指出，工作電流越大，動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好，但是最大工作電流受到額定功耗Pz的限制，超過P2將會(huì)使穩(wěn)壓管損壞。

    選擇穩(wěn)壓管時(shí)應(yīng)注意：流過穩(wěn)壓管的電流Iz不能過大，應(yīng)使Iz≤Izmax，否則會(huì)超過穩(wěn)壓管的允許功耗，Iz也不能太小，應(yīng)使Iz≥Izmin，否則不能穩(wěn)定輸出電壓，這樣使輸入電壓和負(fù)載電流的變化范圍都受到一定限制。

    穩(wěn)壓二極管在電路中常用“ZD”加數(shù)字表示，如：ZD5表示編號(hào)為5的穩(wěn)壓管。

穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理：

    穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。 這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動(dòng)，或其它原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。

故障特點(diǎn)：

    穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這3種故障中，前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高；后2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。

常用穩(wěn)壓二極管的型號(hào)及穩(wěn)壓值如下表：