稳压二极管的特性及用途

稳压二极管的特性及用途

1、简述

稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管。利用PN结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件，在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更高的稳定电压。如下图（1）所示，这是稳压二极管的电路图符号，而最上面的是很常见的玻封结构的稳压二极管实物图。

2、特性

稳压二极管的伏安特性曲线如图（2）所示，我们可以借助它来了解稳压二极管在各种偏置下的状态。

状态①： 正向偏置状态。此状态记下，稳压二极管的特性表现为普通二极管的特性，即：随着正向偏压的提高，正向电流变化很大、很陡！但由于VF（0.3V~0.7V左右）很小，此正向偏置状态基本无使用价值。需要注意的是，不同的稳压二极管的正向压降是不同的。

状态②： 反向偏置状态。此状态下，当反向电压没达到VBR之前，稳压二极管基本没导通；而当反向偏压接近VBR值时，稳压二极管开始导通，产生IR电流。随着反向偏压的提高，反向电流IR也会激烈变化得很大、很陡！尽管电流在很大的范围内变化，而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现了二极管的稳压功能。图（2）中的黄色区域（击穿区）就是稳压二极管的正常工作状态，通常此区域对应的VR区间范围很小，此电压就是稳压二极管的工作点、稳压值。

实际上，齐纳二极管包括两种击穿电压，分别是：齐纳击穿和需崩击穿。在正常工作状态下，反向偏压较低时，对应的反向偏压就是齐纳击穿电压。为了使二极管保持在稳定状态，必须维持最小的反向电流Iz(min)。在图（2）的曲线上，可以见到当反向电流低于曲线拐点处的电流时，电压出现剧烈变化，稳压作用就没有了。同样，有一个最大电流Iz(max)超过电流，二极管就被物理性损坏，此时对应的击穿就是雪崩击穿。因此，我们只要让齐纳二极管的反向电流在Iz(min) ~ Iz(max)之间，齐纳二极管的两端电压保持近似恒定。在稳压二极管的DataSheet上，通常给出一个所谓齐纳测试电流Iz对应的标称测试电压就是Vz。

3、主要参数