稳压二极管(Zener Diode),是一种具有特殊PN结构的二极管,能够在逆向电压作用下维持电压近似不变的元件。其主要应用领域包括电源稳压、电路限幅等方面。
1.什么是稳压二极管
稳压二极管是由两种材料P型(正电荷多)半导体和N型(负电荷多)半导体组成的晶体管。将它与正向偏置的二极管相比,稳压二极管的反向击穿电压设置更小,可达到3V以下,从而实现在逆向电压下处理稳定的电流和电压。 稳压二极管还有一种类似的机制称为"截止区击穿",这种情况下电流与电压之间存在负阻抗,即电流增加时,电压反而会降低,因此可以使用稳压二极管在电路中产生参考电压,例如在调整放大器增益时,在稳定的电压位置上进行测试以帮助调整放大器设计。
2.稳压二极管符号
稳压二极管可以使用标准二极管符号表示,但在符号上加入特殊标记来表示它的稳压作用。这个符号通常是在箭头左边添加一个“Z”字母,并在箭头两侧的线上加上波浪纹,以指示其装置可能击穿的应对电压。
3.稳压二极管工作原理
当反向电压作用在稳压二极管PN结上时,随着电压的增加,但在达到所设定的击穿电压后(平移图中从点A到B的区域),将出现电流大幅度增加而电压仍保持不变的情况。在接近于稳定的反向电压下,它表现为具有相对稳定特性的阻值,称为"Zener Resistance",也称为动态阻值。随着电流的变化,阻值会发生变化,因此该阻值与小信号特性无关。