稳压二极管介绍与其特性

Release time:2022-07-18
author:Ameya360
source:网络
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  稳压二极管是二极管的一种,其电流可在大范围内变化而保持电压基本不变,起稳压作用的二极管。为了增进大家对稳压二极管的认识,本文Ameya360电子元器件采购网将对稳压二极管的作用和特性予以介绍。

稳压二极管介绍与其特性

  稳压管核心知识

  稳压管未工作时,处于反向截止状态;正常工作时,处在反向击穿状态。

  稳压二极管通常是工作在反向击穿状态。

  稳压二极管介绍与其特性

  稳压管特性以影响

正向特性:

  稳压二极管的正向特性和普通二极管差不多。

  反向特性:

  其反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。但是,当反向电压临近反向电压的临界值时,反向电流骤然变大,称为击穿,在这一临界击穿点上,反向电阻骤然降至很小值。

  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。

  温度影响

  温度对半导体器件影响较大,所以温度也会影响Vz的值。影响的程度由温度系数衡量,在读数据手册是请注意这一参数值。

  可逆与不可逆

  齐纳击穿的过程是可逆的,在PN结上加上反向电压减小\降低后,PN结仍可以恢复到原来的状态。但是请注意亲提条件,反向电流和反向电压之积不能超过PN结容许的耗散功率,一旦超过且持续时间较长,将会导致器件损坏,这种就是发生热击穿,热击穿不可逆,注意避免。


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TVS二极管和齐纳二极管的区别
  TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管和齐纳二极管都具有在施加反向电压后,在某一电压下击穿、钳制电压的特性。本 应用笔记将对 TVS 二极管和齐纳二极管的区别予以说明。I-V 特性上的使用范围区别Figure 1 是齐纳二极管的 I-V 特性,Figure 2 是 TVS 二极管的 I-V 特性。这两个二极管都利用了反方向特性这一点,但是齐纳 二极管主要用于稳压用途,所以设计成在 1mA 到 40mA 这样 的小电流区域电压稳定,不能流过大电流(Figure 1 的阴影部 分)。在击穿区域内施加指定的小电流 IZ 时,二极管两端电压值 被规定为齐纳电压 VZ。齐纳二极管通常在使用时处于击穿状态。  对于 TVS 二极管,为了不妨碍保护电路的驱动电压,通常使 用在切断电压 VRWM 以下电压范围内(Figure 2 右侧的阴影部 分)。然后,施加浪涌等过电压时会击穿、流过数 A 到数十 A 的电流(左侧的阴影部分)。由于通常情况下不可以击穿,因此规定了绝对不会引起击穿的 电压最大值即截至电压 VRWM 和击穿电压 VBR 两种。  由于击穿电压 VBR 与齐纳电压 VZ 一样使用小电流进行测量,因 此与实际应用条件下的雪崩电压不同。因此,将流过大电流时 的最大击穿电压规定为钳位电压 VCL。Datasheet 上参数定义的区别TVS 二极管和齐纳二极管的 datasheet 上规定的差异如 Table 1 所示。在前面中也说明过,由于齐纳二极管主要用于稳压用 途,所以只规定了小电流域的齐纳电压 VZ。与此相对,TVS 二极管有着小电流区域的击穿电压 VBR、截至 电压 VRWM、高电流区域的钳位电压 VCL3 个参数的区分。只有 TVS 二极管会有表示在特定浪涌波形中能承受的最大浪 涌功率的峰值脉冲功率 PPP 和表示最大浪涌电流的峰值脉冲电 流 IPP 的定义。仅有 TVS 二极管有 ESD 对策用的 ESD 耐量的规定。对于端子间电容,在通信线路中使用时,需要选择数据波形不 会被电容影响而钝化的端子间电容值,因此仅 TVS 二极管有该 项规定。如上所述,齐纳二极管主要用于稳压,因此 datasheet 上的参 数定义主要是齐纳电压等,项目较少。而 TVS 二极管的目的是 保护其他设备不受浪涌的影响,所以电压的参数定义比较广泛, 还规定了 ESD 耐量和端子间容量等重要项目。
2025-07-10 15:01 reading:352
如何避免二极管过载
  如何避免二极管过载?  二极管作为电路中的基础元件,其过载可能导致性能下降甚至烧毁。以下从选型、安装、保护设计及散热四方面提供实用解决方案:  1.精准选型匹配需求  根据电路特性选择二极管类型:高频电路优先选用肖特基二极管(低反向恢复时间);高压场景采用快恢复二极管;大电流环境需考虑功率二极管。  核对关键参数:正向电流(IF)需预留20%以上余量,反向耐压(VRRM)应高于电路最大电压的1.5倍,避免长期运行在极限值。  2.规范安装降低风险  焊接控制:手工焊接时温度≤260℃,时间<3秒,避免高温导致PN结损伤;自动贴片机需设置预热坡度,防止热冲击。  引脚处理:高频电路中引线长度应<5mm,必要时采用镀金引脚或绞合线降低电感效应;反向安装二极管可能导致极性错误,需严格按丝印标识操作。  3.多级保护限制过流过压  电流限制:串联电阻需按公式R=(Vsupply-Vd)/If计算(Vd为二极管正向压降),例如12V转5V电路中,若If=1A,需串联7Ω电阻;对敏感电路可并联自恢复保险丝(PPTC)实现过流自保护。  电压箝位:并联双向TVS二极管时,其击穿电压应略高于电路工作电压峰值(如12V系统选15V TVS),可抑制ESD或雷电感应脉冲。  4.热管理与布局优化  散热设计:功率二极管必须加装散热片,材料推荐铝合金(导热系数200W/m·K),接触面涂抹导热硅脂(热阻<0.1℃·cm²/W);  PCB布局:高功率二极管周围保留≥2mm禁布区,避免与发热元件(如MOS管)相邻;多二极管并联时采用镜像布局,保证电流均流。  5.电路级预防措施  参数监控:在关键电路中串联采样电阻,通过运放构建过流检测电路,触发后切断电源或启动限流模式;  冗余设计:对不可修复场景(如航空航天),可采用N+1二极管并联备份,单管失效时负载自动分配至健康管。  示例场景:在开关电源设计中,选用600V/10A快恢复二极管,串联1Ω水泥电阻限流,并联1.5KE200CA型TVS管,配合L型散热片(尺寸50×30×10mm),实测在满载40℃环境下连续工作1000小时,壳温稳定在65℃以下,未出现性能衰减。  通过系统化的选型、安装规范及保护设计,可有效延长二极管使用寿命,提升电路可靠性。
2025-06-09 14:21 reading:500
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