齐纳二极管笔记 |
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概述
二极管通常被认为是一种允许电流沿一个方向(正向偏置)流动并在反向偏置下使用时提供电流流动阻力的器件。 击穿电压是齐纳二极管开始反向导通的电压。 二极管的电路图: 齐纳二极管 齐纳二极管在电子电路的应用有: 1、电压调节 2、波形调节 3、电压转换器 齐纳二极管用作稳压管这是齐纳二极管最常见的作用。 原理: 齐纳二极管保持恒定电压的能力,而与电源或负电流的变化无关。电压调节装置的一般功能是向与其并联负载提供恒定的输出电压,而不管负载消耗的能量(负载电流)的变化或电源电压的变化和不稳定性。 如果电流保持在最大和最小反向电流范围内,齐纳二极管将提供恒定电压。 齐纳二极管用作电压调节器: 这个电阻的选值是通过: R 1 = (V in – V Z ) / I Z 在哪里; R1是串联电阻的值。 Vin 是输入电压。 Vz 与 Vout 相同,是齐纳电压 Iz 是齐纳电流。 问题:基于齐纳二极管的稳压管电路遇到的一个问题是齐纳二极管有时会在尝试调节输入电压时在电源轨上产生电噪声。 虽然这对于大多数应用来说可能不是问题,但可以通过二极管两端添加大值的去耦电容来解决这个问题。这有助于稳定齐纳二极管的输出。 普通二极管的用途是限幅和钳位电路,这些电路用于整形或修改交流波形或信号。 限幅器电路:一般是用于防止电路的输出信号超过预定电压值而不改变输入信号或波形的任何其他部分电路。 主要应用:在模拟电视和调频无线电发射机,用于消除干扰(钳位电路)并通过削波高峰值来限制噪声峰值。 由于当施加的电压不等于击穿电压时,齐纳二极管通常表现得像普通二极管,因此它们也用于限幅电路中。 限幅电路可设计为在正、负或两个区域中对信号进行限幅。尽管二极管自然会在 0.7V 处削波其他区域,无论其设计为正削波器还是负削波器。
e.g. 如果你曾经将 3.3v 传感器连接到 5V MCU 的经验,并且亲眼目睹了读数中的错误等,那么您就会意识到电压转换器的重要性。电压转换器有助于将信号从一种电压转换为另一种电压,并且凭借齐纳二极管在击穿区域保持稳定输出电压的能力,这使它们成为操作的理想组件。 在基于齐纳二极管的电压转换器中,该电路将输出电压降低等于所使用的特定齐纳二极管的击穿电压的值。电压转换器的电路图如下所示。 Vout = Vin –Vz 输出电压 = 7 – 3.3 = 3.7v 齐纳二极管的类型齐纳二极管根据几个参数进行分类,其中包括: 标称电压 齐纳二极管的标称工作电压也称为齐纳二极管的击穿电压,取决于二极管的应用,这通常是选择齐纳二极管的最重要标准。功耗 这代表齐纳电流可以消耗的最大功率。超过此额定功率会导致齐纳二极管的温度过度升高,从而可能损坏齐纳二极管并导致电路中与其连接的设备发生故障。因此,在选择二极管并考虑其用途时应考虑这一因素。正向驱动电流正向电压包装类型最大反向电流最大齐纳电流 这是在齐纳电压下可以通过齐纳二极管而不损坏器件的最大电流。 最小齐纳电流 这是指齐纳二极管在击穿区域开始工作所需的最小电流。 结论 齐纳二极管与普通二极管相似,只是它经过掺杂以具有急剧的击穿电压。只要不超过最大齐纳电流,无论输入电压如何,齐纳二极管都能保持稳定的输出电压。 当以正向偏置连接时,齐纳二极管的行为与普通硅二极管完全相同。它的导通电压降与使用普通二极管时相同,均为 0.7V。齐纳二极管的默认工作状态处于击穿区域(反向偏置)。这意味着当施加的电压高于反向偏置的齐纳电压时,它实际上开始工作。齐纳二极管主要用于涉及电压调节、限幅电路和电压转换器的应用。 |
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