也談電子元件之穩(wěn)壓二極管

摘要：穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)時(shí)，其兩端的反向電壓在一定反向電流范圍內(nèi)不隨反向電流變化而變化。利用這一性質(zhì)，在電路里常用于構(gòu)成穩(wěn)壓電路。它既具有普通二極管的單向?qū)щ娞匦?，又可工作于反向擊穿狀態(tài)。在反向電壓較低時(shí)，穩(wěn)壓二極管截止；當(dāng)反向電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，反向電流突然增大，穩(wěn)壓二極管進(jìn)入擊穿區(qū)，此時(shí)即使反向電流在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，穩(wěn)壓二極管兩端的反向電壓也能保持基本不變。本文筆者就穩(wěn)壓二極管的檢測(cè)、應(yīng)用及常見(jiàn)故障進(jìn)行了總結(jié)與分析。

關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓 穩(wěn)壓二極管 應(yīng)用 檢測(cè) 故障特點(diǎn)

在我們電路設(shè)計(jì)與分析時(shí)，常常會(huì)遇到關(guān)于穩(wěn)壓二極管的問(wèn)題，對(duì)于這種常用的器件，本文筆者將在其應(yīng)用及?，F(xiàn)故障、檢測(cè)等方面進(jìn)行總結(jié)性闡述。

眾所周知，穩(wěn)壓二極管也稱(chēng)齊納二極管或反向擊穿二極管，在電路中起穩(wěn)定電壓作用。穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)時(shí)，其兩端的反向電壓在一定反向電流范圍內(nèi)不隨反向電流變化而變化。利用這一性質(zhì)，在電路里常用于構(gòu)成穩(wěn)壓電路。

穩(wěn)壓二極管通常由硅半導(dǎo)體材料采用合金法或擴(kuò)散法制成。它既具有普通二極管的單向?qū)щ娞匦裕挚晒ぷ饔诜聪驌舸顟B(tài)。在反向電壓較低時(shí)，穩(wěn)壓二極管截止；當(dāng)反向電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，反向電流突然增大，穩(wěn)壓二極管進(jìn)入擊穿區(qū)，此時(shí)即使反向電流在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，穩(wěn)壓二極管兩端的反向電壓也能保持基本不變。但若反向電流增大到一定數(shù)值后，穩(wěn)壓二極管則會(huì)被徹底擊穿而損壞。穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路，雖然穩(wěn)定度不很高，輸出電流也較小，但卻具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用非常廣泛。

下面我們講講在實(shí)際電路中，穩(wěn)壓二極管的幾個(gè)問(wèn)題。

一、使用注意要點(diǎn)

1.要注意一般二極管與穩(wěn)壓二極管的區(qū)別。2.注意穩(wěn)壓二極管正向使用與反向使用的區(qū)別。3.要注意限流電阻的作用及阻值大小的影響。在穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路中，一般都要串接一個(gè)電阻，該電阻在電路中起限流和提高穩(wěn)壓效果的作用。若不加該電阻即R=0時(shí)，容易燒壞穩(wěn)壓管，穩(wěn)壓效果也會(huì)極差。4.要注意輸入與輸出的壓差。5.穩(wěn)壓管可串聯(lián)使用。6.穩(wěn)壓管一般不并聯(lián)使用。幾個(gè)穩(wěn)壓管并聯(lián)后，穩(wěn)壓值將由最低(包括正向?qū)ê蟮碾妷褐?的一個(gè)來(lái)決定。7.選擇二極管的基本原則：A.要求導(dǎo)通電壓低時(shí)選鍺管；要求反向電流小時(shí)選硅管。B.要求導(dǎo)通電流大時(shí)選面結(jié)合型；要求工作頻率高時(shí)選點(diǎn)接觸型。c.要求反向擊穿電壓高時(shí)選硅管。D.要求耐高溫時(shí)選硅管。

二、關(guān)于二極管的檢測(cè)

1 正、負(fù)電極的判別

從穩(wěn)壓二極管外形上看，金屬封裝穩(wěn)壓二極管管體的正極一端為平面形，負(fù)極一端為半圓面形。塑封穩(wěn)壓二極管管體上印有彩色標(biāo)記的一端為負(fù)極，另一端為正極。對(duì)標(biāo)志不清楚的穩(wěn)壓二極管，也可以用萬(wàn)用表判別其極性，測(cè)量的方法與普通二極管相同，即用萬(wàn)用表Rx1k檔，將兩表筆分別接穩(wěn)壓二極管的兩個(gè)電極，測(cè)出一個(gè)結(jié)果后，再對(duì)調(diào)兩表筆進(jìn)行測(cè)量。在兩次測(cè)量結(jié)果中，阻值較小那一次，黑表筆接的是穩(wěn)壓二極管的正極，紅表筆接的是穩(wěn)壓二極管的負(fù)極。若測(cè)得穩(wěn)壓二極管的正、反向電阻均很小或均為無(wú)窮大，則說(shuō)明該二極管已擊穿或開(kāi)路損壞。

2 穩(wěn)壓值的測(cè)量

用0-30V連續(xù)可調(diào)直流電源，對(duì)于13V以下的穩(wěn)壓二極管，可將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)至15V，將電源正極串接1只1.5kΩ限流電阻后與被測(cè)穩(wěn)壓二極管的負(fù)極相連接，電源負(fù)極與穩(wěn)壓二極管的正極相接，再用萬(wàn)用表測(cè)量穩(wěn)壓二極管兩端的電壓值，所測(cè)的讀數(shù)即為穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值。若穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值高于15V，則應(yīng)將穩(wěn)壓電源調(diào)至20V以上。

當(dāng)然，也可用低于1000V的兆歐表為穩(wěn)壓二極管提供測(cè)試電源。其方法就不在這里闡述。若測(cè)量穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值忽高忽低，則說(shuō)明該二極管的性不穩(wěn)定。

三、穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用

1 浪涌保護(hù)電路：穩(wěn)壓管在準(zhǔn)確的電壓下?lián)舸@就使得它可作為限制或保護(hù)之元件來(lái)使用，因?yàn)楦鞣N電壓的穩(wěn)壓二極管都可以得到，故對(duì)于這種應(yīng)用特別適宜。圖中的穩(wěn)壓二極管D是作為過(guò)壓保護(hù)器件。只要電源電壓VS超過(guò)二極管的穩(wěn)壓值D就導(dǎo)通，使繼電器J吸合負(fù)載RL就與電源分開(kāi)。

2 電視機(jī)里的過(guò)壓保護(hù)電路：EC是電視機(jī)主供電壓，當(dāng)EC電壓過(guò)高時(shí)，D導(dǎo)通，三極管BG導(dǎo)通，其集電極電位將由原來(lái)的高電平(5V)變?yōu)榈碗娖剑ㄟ^(guò)待機(jī)控制線的控制使電視機(jī)進(jìn)入待機(jī)保護(hù)狀態(tài)。

3 電弧抑制電路：在電感線圈上并聯(lián)接入一只合適的穩(wěn)壓二極管(也可接入一只普通二極管原理一樣)的話，當(dāng)線圈在導(dǎo)通狀態(tài)切斷時(shí)，由于其電磁能釋放所產(chǎn)生的高壓就被二極管所吸收，所以當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)的電弧也就被消除了。這個(gè)應(yīng)用電路在工業(yè)上用得比較多，如一些較大功率的電磁吸控制電路就用到它。

4 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路：在此電路中，串聯(lián)穩(wěn)壓管BG的基極被穩(wěn)壓二極管D鉗定在13V，那么其發(fā)射極就輸出恒定的12V電壓了。這個(gè)電路在很多場(chǎng)合下都有應(yīng)用。

四、穩(wěn)壓二極管的常見(jiàn)故障特點(diǎn)

穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開(kāi)路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這三種故障中，前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高；后兩種故障表現(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

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(lái)工作的。穩(wěn)壓管在穩(wěn)壓沒(méi)備和一些電子電路中獲得廣泛的應(yīng)用。我們把這種類(lèi)型的二極管稱(chēng)為穩(wěn)壓管，以區(qū)別用在整流、檢波和其他單向?qū)щ妶?chǎng)合的二極管。

總之，穩(wěn)壓二極管在電路：若是串在電路中，起降壓作用；并在電路中的話，起鉗位、穩(wěn)壓作用。