稳压二极管稳压时工作在什么区:反向击穿区
稳压二极管稳压时工作在什么区,答案是反向击穿区,器件两端电压维持在稳定的击穿电压数值,电流在允许区间变化时,两端电压波动幅度较小,该状态只适用于反向偏置接法,正向偏置时稳压二极管等同于普通硅二极管,无法实现稳压,适用场景为低压小电流基准电压电路,大电流电源稳压场景不适合单独使用稳压二极管。
稳压二极管工作分区原理
稳压二极管一共存在三个工作区域,分别是正向导通区、反向截止区、反向击穿区。正向导通区,给二极管阳极施加高于阴极0.7V左右电压,二极管导通,电压固定在正向压降,这个电压数值偏低,不能作为稳压基准。反向截止区,反向电压小于击穿电压,二极管仅有微弱漏电流,器件近似开路,电压会随输入电压变化,不具备稳压能力。反向击穿区,反向电压上升到击穿电压,PN结发生可逆击穿,只要串联限流电阻限制电流,PN结不会发生永久性损坏,两端电压基本保持恒定,这就是稳压功能的物理基础。
限流电阻是稳压二极管电路必不可少的元件,电阻承担多余电压,同时把二极管电流约束在最大允许电流与最小稳定电流之间。如果去掉限流电阻,输入电压直接加载在稳压二极管两端,电流会急剧增大,PN结出现不可逆烧毁,电路失去作用。
稳压二极管与普通二极管工作状态对比
| 器件类型 | 正常工作区域 | 反向击穿区处理方式 | 核心用途 |
|---|---|---|---|
| 普通硅二极管 | 正向导通区 | 不推荐进入,易永久损坏 | 整流、单向隔离 |
| 稳压二极管 | 反向击穿区 | 受控条件下稳定工作 | 基准电压生成 |
普通二极管设计目标是避免反向击穿,一旦击穿大多直接失效,稳压二极管经过掺杂工艺调整,反向击穿属于可控现象,这是两类器件最核心的差异。
判断稳压二极管是否进入稳压状态,你可以测量器件两端电压,实测电压等于该型号标称稳定电压,同时串联电阻上存在明显压降,就代表器件处于反向击穿稳压区。如果测得电压只有0.7V,说明二极管接反,进入正向导通状态。如果测得电压等于输入电源电压,代表二极管没有击穿,处在反向截止区。
最小稳定电流是稳压二极管正常稳压的下限参数。电流低于这个数值,器件离开反向击穿区,稳压性能变差,电压会随负载变化明显漂移。最大稳定电流是上限,电流超过该数值,器件功耗超标,出现热损坏。
器件功耗计算公式为Pz=Uz×Iz,Uz代表稳定电压,Iz代表稳压管实际工作电流,计算结果不能超过器件额定功耗,这是电路选型的硬性判断依据。
该方法的适用边界是负载电流变化幅度偏小的电路。负载电流波动范围大时,稳压二极管输出电压波动会明显变大,电路稳压效果下降,这类场景优先选用集成稳压芯片。
稳压二极管的反向击穿分为齐纳击穿和雪崩击穿两种类型。稳定电压低于6V,以齐纳击穿为主,温度系数为负值;稳定电压高于6V,以雪崩击穿为主,温度系数为正值;6V左右型号温度系数较为平缓。
