穩(wěn)壓二極管，亦稱齊納二極管。它巧妙地利用 PN 結(jié)在反向擊穿狀態(tài)下的特性，此時電阻極小，可在電流寬泛變化時保持電壓基本恒定，進(jìn)而實現(xiàn)穩(wěn)壓功能。
一、伏安特性
穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線中，正向特性與普通二極管相仿。而在反向特性方面，當(dāng)反向電壓低于反向擊穿電壓時，反向電阻極大，反向漏電流則極小。然而，當(dāng)反向電壓接近臨界值，即反向擊穿電壓時，反向電流會急劇增加，此現(xiàn)象稱為擊穿。在擊穿點，反向電阻驟降，盡管電流變化范圍很大，但二極管兩端電壓能穩(wěn)定在擊穿電壓附近，穩(wěn)壓二極管正是借此原理實現(xiàn)穩(wěn)壓功能。
二、工作原理
與普通二極管不同，穩(wěn)壓二極管在反向電壓下能夠維持穩(wěn)定的電壓值，這主要歸功于其內(nèi)部的 “齊納效應(yīng)”。當(dāng)反向電壓超過穩(wěn)壓二極管的齊納電壓閾值時，齊納效應(yīng)被激活，導(dǎo)致反向電流急劇增加，從而使反向電壓趨于穩(wěn)定。在實際應(yīng)用中，穩(wěn)壓二極管主要發(fā)揮分壓和限壓作用。例如，在電源電路中，通過合理選擇和配置穩(wěn)壓二極管，可以將較高的輸入電壓穩(wěn)定地降低到所需的工作電壓水平，為其他電子元件提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)。此外，穩(wěn)壓二極管還常用于保護(hù)敏感的電子元件免受過高電壓的損害。當(dāng)電路中出現(xiàn)異常高電壓時，穩(wěn)壓二極管能夠迅速導(dǎo)通，切斷電流，從而有效保護(hù)電路中的其他元件不受過壓影響。
三、工作狀態(tài)
反向截止?fàn)顟B(tài) ：當(dāng)穩(wěn)壓二極管承受的反向電壓低于其齊納電壓時，處于反向截止?fàn)顟B(tài)。此時，穩(wěn)壓二極管幾乎不導(dǎo)通電流，僅有極微弱的反向漏電流通過，通常在微安級別甚至更低。穩(wěn)壓二極管的電阻極大，可近似視為開路。此狀態(tài)下，穩(wěn)壓二極管主要用于電壓分配電路中，在分壓電路里相當(dāng)于一個開路元件，不會干擾其他元件的電壓分配，確保電路各部分按設(shè)計要求正常分配電壓。
反向?qū)顟B(tài) ：一旦穩(wěn)壓二極管的反向電壓超過其齊納電壓，便進(jìn)入反向?qū)顟B(tài)。此時，反向電流大幅增加，稱為齊納電流。穩(wěn)壓二極管在此狀態(tài)下能輸出相對穩(wěn)定的電壓，通過選擇合適的齊納二極管，可將輸出電壓精度控制在 0.1% 以內(nèi)。這是穩(wěn)壓二極管在電源電路中發(fā)揮核心作用的關(guān)鍵狀態(tài)。它能將不穩(wěn)定的輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓，確保電路中其他元件獲得準(zhǔn)確、可靠的電源供應(yīng)，保障電子系統(tǒng)穩(wěn)定運行。不過，在反向?qū)顟B(tài)下，較大的反向電流可能導(dǎo)致穩(wěn)壓二極管溫度升高，影響其性能和穩(wěn)定性。因此，實際應(yīng)用中需根據(jù)工作條件和電流需求，合理選擇穩(wěn)壓二極管的規(guī)格和型號，確保其長期穩(wěn)定運行。
正向?qū)顟B(tài) ：當(dāng)穩(wěn)壓二極管的正向電壓超過其正向?qū)妷簳r，進(jìn)入正向?qū)顟B(tài)。此時，穩(wěn)壓二極管允許電流通過，與普通二極管類似。但與普通二極管不同的是，穩(wěn)壓二極管的正向?qū)娏飨鄬^小，通常僅在微安級別。因此，正向?qū)顟B(tài)的穩(wěn)壓二極管主要應(yīng)用于一些特殊場合，應(yīng)用范圍相對較窄。
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