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魔道电子——稳压二极管、瞬态抑制二极管

时间:2023-05-23 19:37:00 瞬态电压抑制二极管怎么确定合格

目录

    • 稳压二极管
      • 类型
      • 符号
      • 工作状态和工作特点
      • 击穿分类
      • 重要参数
      • 典型的电路和定性分析
      • 计算限流电阻
      • 常见应用
    • 二极管瞬态抑制
      • 作用
      • 原理
      • 参数
      • 优缺点

稳压二极管

类型

属齐纳二极管(Zener)

符号

在这里插入图片描述

工作状态和工作特点

在反向击穿状态下工作,电流大范围变化,电压稳定在一个值

击穿分类

雪崩击穿:
材料掺杂浓度低PN结中,当PN结反向电压增加时,空间电荷区中的电场随着增强。这样通过空间电荷区的电子和空穴,就会在电场作用下,使获得的能量增大。在
晶体中运行的电子和空穴将不断的与晶体原子发生碰撞,通过这样的碰撞可使束缚在共价键中的价电子碰撞出来,产生自由电子-空穴对。新产生的载流子在电场作用下撞出其他价电子,又产生新的自由电子和空穴对。如此连反应,使得阻挡层中的载流子的数量雪崩式地增加,流过PN结的电流急剧增加,击穿PN结。
在反向击穿状态下长期工作会变成热击穿。

齐纳击穿:
当PN当结的掺杂浓度很高时,阻挡层很薄。这种阻挡层特别薄PN结,只要添加一个小的反向电压,阻挡层内的电场强度就可以达到非常高的值。这种强大的电场强度可以将阻挡层中性原子的价格电子直接从共价键中拉出,变成自由电子,同时产生空穴。这个过程被称为现场刺激。由现场刺激产生大量的载流子PN反向电流急剧增加,呈现反向击穿现象。
在不损坏二极管的情况下,工作,不损坏二极管。

热击穿:
热击穿的本质是处于电场中的介质,由于其中的介质损耗而产生热量,就是电势能转换为热量,当外加电压足够高时,就可能从散热与发热的热平衡状态转入不平衡状态,若发出的热量比散去的多,介质温度将愈来愈高,直至出现永久性损坏。

重要参数

稳压二极管在反向击穿状态下工作,伏安特性:
在这里插入图片描述
Vz:标称稳定电压
Pz:额定功率
Izt:额定工作电流
Izk:工作电流最小稳定
Izm:工作电流最大稳定=Pz/Vz
Ir:反向漏电流
Yz:动态电阻

典型的电路和定性分析

在这里插入图片描述
稳压二极管一般与负载电路两端并联
例:如果你想做Url=5.1V,则将5.1V稳压二极管上正下负并联RL两端,当U>5.1V当电流泄漏时,电压下降

R:限流电阻
不能太大,否则稳压管不能进入反向击穿区
不能太小,否则工作点电流过大甚至超过最大稳定工作电流

如何实现稳压?
在这里插入图片描述

计算限流电阻

意义:
保护(防止热击穿) 控制(设置工作电流,避免工作电流过小)
保护稳压二极管,避免工作电流过大
给稳压二极管提供正常反向击穿所需的电流,避免电流过低而失去稳压作用

在这里插入图片描述
Izmax的原因是Uin同时达到最大值RL阻值也是最大值
Izmin的原因是Uin同时达到最小值RL阻值也是最小值

常见应用

在这里插入图片描述
若Vd=12V,输入电压最好为2Vd以上,确保稳压管深度击穿

两个稳压管串联的可能方式:
在这里插入图片描述
用途
1.基准电压
2.过压保护
直流过压保护:
在这里插入图片描述
交流过压保护:
在这里插入图片描述
3.限幅
在这里插入图片描述
U输出>5.8V,稳压管串联通路导通,负反馈增加,U输出减小
4.串联稳压
在这里插入图片描述
稳压管导通,三极管基极电压限在12V(使用在线稳压电源)
5.浪涌保护
在这里插入图片描述
电压高于稳压值,稳压管反向击穿,电磁铁吸合,负载通路断开
6.灭弧(灭火花)
在这里插入图片描述
感性负载(电机、电磁铁等)储存能量。)在断开时产生大电压,突破空气,产生电火花

瞬态抑制二极管

作用

在这里插入图片描述
输入端出现时间短,瞬时功率大的信号干扰差(电压、电流值大但持续时间短),如静电干扰

高效能保护器件(防干扰,保护器件)

原理

并联受保护电路
能承受瞬时大功率,对限流电阻要求不高
在反向截止区工作
输入端有瞬时干扰信号,瞬态抑制二极管会瞬间从反向截至区反向击穿区(ps等级),大电流释放后恢复

参数

在这里插入图片描述
Vrwm:截止电压
Vbr:击穿电压

优缺点

优点:
切换速度快

缺点:
结电容大,不适合高频信号

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