查看齊納二極管的規格表時,將包含幾個參數。每個都詳細說明了齊納電壓基準二極管性能的不同方面。查看每個不同的特性,可以了解二極管的性能并確保它在任何給定電路中都能正常工作。
電壓 Vz:二極管的齊納電壓或反向電壓規格通常用字母 Vz 表示。電壓值范圍很廣,通常遵循 E12 和 E24 范圍,但并非所有二極管都受此約定的約束。在某些情況下,E12 值可能會稍微便宜一些,并且可能更廣泛地可用。
值通常從 2.4 V 左右開始,但并非所有范圍都延伸到如此低的水平。低于此值的值不可用。范圍可以在 47 V 至 200 V 范圍內的任何地方擴展,具體取決于實際的齊納二極管范圍。SMD 型號的最大電壓通常約為 47 V。
1.0 | 1.2 | 1.5 |
1.8 | 2.2 | 2.7 |
3.3 | 3.9 | 4.7 |
5.6 | 6.8 | 8.2 |
表:E12 范圍內的齊納二極管電壓值
E24 范圍內的可用值是 E12 的兩倍,提供了更多的值選擇。這在某些情況下可能是有益的,因為可以選擇更精確的值,從而減少不滿足精確值的調整要求。
1.0 | 1.1 | 1.2 |
1.3 | 1.5 | 1.6 |
1.8 | 2.0 | 2.2 |
2.4 | 2.7 | 3.0 |
3.3 | 3.6 | 3.9 |
4.3 | 4.7 | 5.1 |
5.6 | 6.2 | 6.8 |
7.5 | 8.2 | 9.1 |
表:E24 范圍內的齊納二極管電壓值
電流:齊納二極管的電流 IZM 是在其額定電壓 VZ 下可以流過齊納二極管的最大電流。
通常還存在二極管工作所需的最小電流。作為一個粗略的經驗法則,對于典型的 400 mW 引線器件,這可能是 5 到 10 mA 左右。低于該電流水平,二極管無法充分擊穿以維持其規定電壓。
最好將齊納二極管保持在該最小值之上并留有一些余量,但當齊納二極管需要通過更多電流時,它不會消耗太多功率。
額定功率:所有齊納二極管都具有不應超過的額定功率。這定義了封裝可以消耗的最大功率,它是二極管兩端的電壓乘以流過它的電流的乘積。
例如,許多小型引線器件在 20℃ 時的耗散為 400mW 或 500mW,但更大的品種具有更高的耗散水平。也可以使用表面貼裝品種,但考慮到封裝尺寸及其散熱能力,通常具有較低的散熱水平。
引線器件的常見額定功率包括 400mW(最常見)、500mW、1W、3W、5W 甚至 10W。50w 版本甚至可用,但這些通常采用螺柱安裝,以確保二極管可以安裝到散熱器上以除去散發的熱量。表面貼裝器件的值可能在 200mW、350mW、500 mW 左右,少數器件會擴展到 1 W。
使用高功率齊納二極管會增加成本,因為較大的器件本身更昂貴以及所需的額外硬件安裝器件并移除熱量。這是在增加的功耗之上。有時可以使用替代方法,以便采用較低功率的齊納二極管并提高效率,盡管可能需要平衡這一點與增加的復雜性。
齊納電阻Rz:齊納二極管的IV特性在擊穿區不是完全垂直的。這意味著對于電流的微小變化,二極管兩端的電壓會有微小的變化。給定電流變化的電壓變化是二極管的電阻。這個電阻值,通常稱為電阻,稱為 Rz。
圖:二極管的動態電阻
齊納二極管電阻所示斜率的倒數稱為二極管的動態電阻,該參數通常在制造商的數據表中注明。通常斜率對于不同的電流水平變化不大,只要它們在額定電流 Izt 的大約 0.1 到 1 倍之間。
電壓公差:二極管經過標記和分類以滿足 E12 或 E24 值范圍,二極管的典型公差規格為 ±5%。一些數據表可能會將電壓指定為典型電壓,然后提供最大值和最小值。
溫度穩定性:對于許多應用,齊納二極管的溫度穩定性很重要。眾所周知,二極管的電壓隨溫度而變化。事實上,用于在這些二極管內提供擊穿的兩種機制具有相反的溫度系數,一種效應在約5V以下占主導地位,而另一種則在以上。因此,電壓約為 5 V 的二極管傾向于提供最佳的溫度穩定性。
圖:齊納二極管溫度特性
從示例中可以看出,齊納二極管在 0℃ 和 50℃ 時的反向電壓規格存在顯著差異。如果使用齊納二極管的電路和器件會受到溫度變化的影響,則需要考慮這一點。
結溫:為了保證二極管的可靠性,二極管結溫是關鍵。即使外殼可能足夠冷,活動區域仍然可能非常熱。因此,一些制造商指定了結本身的工作范圍。對于正常設計,通常在器件內的最大預期溫度和結之間保留適當的余量。器件內部溫度將再次高于器件外部溫度。盡管零件外部的環境溫度可以接受,但必須注意確保單個零件不會變得太熱。
封裝:齊納二極管采用各種不同的封裝。主要選擇是在表面貼裝和傳統引線器件之間。然而,所選擇的封裝通常會決定封裝的散熱水平。可用的選擇將在齊納二極管數據表規范中詳細說明。
了解穩壓二極管的穩壓原理后,就必須了解它的主要參數:
Vz——穩定電壓:指穩壓二極管兩端通過額定電流時產生的穩定電壓值。該值根據工作電流和溫度略有不同。由于制造工藝的不同,同一型號齊納二極管的穩壓值并不完全相同。
Iz——穩定電流:指穩壓二極管產生穩定電壓時通過二極管的電流值。低于這個值,穩壓二極管雖然可以穩壓,但穩壓效果會變差;高于此值,只要不超過額定功率損耗,都是允許的,穩壓性能會更好,但消耗的功率更多。
Rz——動態電阻:是指二極管兩端的電壓變化與電流變化的比值,這個比值隨工作電流的變化而變化。一般來說,電流越大,動態電阻越小。例如,2CW7C穩壓器的工作電流為5mA時,Rz為18Ω;工作電流為10mA時,Rz為8Ω;當為 20mA 時,Rz 為 2Ω,工作電流將超過 20mA。
Pz——額定功率:由芯片的允許溫升決定,其值是穩定電壓Vz和最大允許電流Izm的乘積。
Ctv——電壓溫度系數:是表示穩定電壓值受溫度影響的參數。
IR——反向漏電流。是指穩壓二極管在規定的反向電壓下產生的漏電流。
審核編輯:湯梓紅