穩(wěn)壓二極管(zener diode)的原理,工作狀態(tài)-KIA MOS管

穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管(zener diode)，又叫齊納二極管；利用PN結(jié)反向擊穿狀態(tài)，呈現(xiàn)極小的電阻，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，起穩(wěn)壓作用。

穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線的正向特性和普通二極管差不多，反向特性是在反向電壓低于反向擊穿電壓時(shí)，反向電阻很大，反向漏電流極小。但是，當(dāng)反向電壓臨近反向電壓的臨界值時(shí)，反向電流驟然增大，稱為擊穿，在這一臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻驟然降至很小值。盡管電流在很大的范圍內(nèi)變化，而二極管兩端的電壓卻基本上穩(wěn)定在擊穿電壓附近，從而實(shí)現(xiàn)了二極管的穩(wěn)壓功能。

穩(wěn)壓二極管的工作原理

穩(wěn)壓二極管與普通二極管在反向電壓下僅允許極小電流通過不同，穩(wěn)壓二極管在反向電壓下能夠維持一個(gè)穩(wěn)定的電壓值，這一特性源于其內(nèi)部的“Zener效應(yīng)”。當(dāng)反向電壓超過穩(wěn)壓二極管的Zener電壓閾值時(shí)，Zener效應(yīng)被觸發(fā)，導(dǎo)致反向電流急劇增大，從而使反向電壓趨于穩(wěn)定。

在實(shí)際的電子電路中，穩(wěn)壓二極管主要發(fā)揮著分壓和限壓的作用。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(shí)，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。

穩(wěn)壓二極管的三種工作狀態(tài)

1.反向截止?fàn)顟B(tài)

當(dāng)穩(wěn)壓二極管所承受的反向電壓低于其Zener電壓時(shí)，它處于反向截止?fàn)顟B(tài)。在此狀態(tài)下，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(jí)別甚至更低。因此，此時(shí)穩(wěn)壓二極管的電阻極大，可近似視為開路。反向截止?fàn)顟B(tài)下的穩(wěn)壓二極管主要應(yīng)用于電壓分配電路中。在分壓電路中，穩(wěn)壓二極管相當(dāng)于一個(gè)開路元件，不會(huì)對(duì)其他元件的電壓分配產(chǎn)生干擾，從而確保電路中各部分能夠按照設(shè)計(jì)要求正常分配電壓。

2.反向?qū)顟B(tài)

一旦穩(wěn)壓二極管的反向電壓超過其Zener電壓，它將進(jìn)入反向?qū)顟B(tài)。此時(shí)，反向電流大幅增加，稱為Zener電流。在該狀態(tài)下，穩(wěn)壓二極管能夠輸出一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的電壓，通過精心選擇合適的Zener二極管，可將輸出電壓的精度控制在0.1%以內(nèi)。反向?qū)顟B(tài)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)。它能夠?qū)⒉环€(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)，從而保障整個(gè)電子系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。然而，需要注意的是，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，進(jìn)而影響其性能和穩(wěn)定性。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，必須根據(jù)具體的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(hào)，確保其在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中能夠保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

3.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(shí)，它會(huì)進(jìn)入正向?qū)顟B(tài)。在此狀態(tài)下，穩(wěn)壓二極管如同普通二極管一樣，允許電流通過。不過，與普通二極管不同的是，穩(wěn)壓二極管的正向?qū)娏飨鄬?duì)較小，通常僅在微安級(jí)別。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，正向?qū)顟B(tài)的穩(wěn)壓二極管主要用于一些特殊場(chǎng)合，其應(yīng)用范圍相對(duì)有限。

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