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  • 稳压二极管(zener diode)的原理与工作状态介绍
    • 发布时间:2025-07-31 19:13:44
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    稳压二极管(zener diode)的原理与工作状态介绍
    稳压二极管,亦称齐纳二极管。它巧妙地利用 PN 结在反向击穿状态下的特性,此时电阻极小,可在电流宽泛变化时保持电压基本恒定,进而实现稳压功能。
    稳压二极管原理
    一、伏安特性
    稳压二极管的伏安特性曲线中,正向特性与普通二极管相仿。而在反向特性方面,当反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻极大,反向漏电流则极小。然而,当反向电压接近临界值,即反向击穿电压时,反向电流会急剧增加,此现象称为击穿。在击穿点,反向电阻骤降,尽管电流变化范围很大,但二极管两端电压能稳定在击穿电压附近,稳压二极管正是借此原理实现稳压功能。
    稳压二极管原理
    二、工作原理
    与普通二极管不同,稳压二极管在反向电压下能够维持稳定的电压值,这主要归功于其内部的 “齐纳效应”。当反向电压超过稳压二极管的齐纳电压阈值时,齐纳效应被激活,导致反向电流急剧增加,从而使反向电压趋于稳定。在实际应用中,稳压二极管主要发挥分压和限压作用。例如,在电源电路中,通过合理选择和配置稳压二极管,可以将较高的输入电压稳定地降低到所需的工作电压水平,为其他电子元件提供稳定的电源供应。此外,稳压二极管还常用于保护敏感的电子元件免受过高电压的损害。当电路中出现异常高电压时,稳压二极管能够迅速导通,切断电流,从而有效保护电路中的其他元件不受过压影响。
    三、工作状态
    反向截止状态 :当稳压二极管承受的反向电压低于其齐纳电压时,处于反向截止状态。此时,稳压二极管几乎不导通电流,仅有极微弱的反向漏电流通过,通常在微安级别甚至更低。稳压二极管的电阻极大,可近似视为开路。此状态下,稳压二极管主要用于电压分配电路中,在分压电路里相当于一个开路元件,不会干扰其他元件的电压分配,确保电路各部分按设计要求正常分配电压。
    反向导通状态 :一旦稳压二极管的反向电压超过其齐纳电压,便进入反向导通状态。此时,反向电流大幅增加,称为齐纳电流。稳压二极管在此状态下能输出相对稳定的电压,通过选择合适的齐纳二极管,可将输出电压精度控制在 0.1% 以内。这是稳压二极管在电源电路中发挥核心作用的关键状态。它能将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压,确保电路中其他元件获得准确、可靠的电源供应,保障电子系统稳定运行。不过,在反向导通状态下,较大的反向电流可能导致稳压二极管温度升高,影响其性能和稳定性。因此,实际应用中需根据工作条件和电流需求,合理选择稳压二极管的规格和型号,确保其长期稳定运行。
    正向导通状态 :当稳压二极管的正向电压超过其正向导通电压时,进入正向导通状态。此时,稳压二极管允许电流通过,与普通二极管类似。但与普通二极管不同的是,稳压二极管的正向导通电流相对较小,通常仅在微安级别。因此,正向导通状态的稳压二极管主要应用于一些特殊场合,应用范围相对较窄。
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