齐纳二极管是一个特殊用途的二极管PN结二极管它的结构类似于传统的PN结二极管。这里我们将讨论齐纳二极管作为稳压器的工作原理。
概述:
齐纳二极管是一种特殊的二极管二极管类型专门设计在反向偏压模式下运行。齐纳二极管的范围从3V到200伏。它们在击穿区工作，因此被称为击穿二极管。
齐纳二极管的反向击穿电压由掺杂水平调节。
齐纳二极管偏置:
齐纳二极管的偏置如图所示
一个)。在正向偏置模式下，它表现得像一个正常的二极管，但通常不用于正向。
齐纳的象征二极管正偏置模式
b。)当齐纳二极管反向偏置时
表现为电压调节器。当齐纳二极管上的电压增加到其反向击穿电压以上时，它开始导电，并通过作用短路降低电压。
齐纳二极管VI特性:
1)。向前的特点
PN结二极管的正向特性与常规PN结二极管相似。
2)。相反的特点
齐纳二极管作为电压调节器:
齐纳二极管的反向特性与普通PN结二极管完全不同。如图所示
如果我们最初增加反向电压，就会有微安培的小电流流过。这种电流由于热产生的少数载流子而流动。
当反向电压达到一定值时，电流会突然急剧增大。这表明此故障已发生分解电压称为齐纳击穿电压Vz。这种反向击穿电压可以通过在制造时调节掺杂水平来精确控制。
击穿发生后，齐纳二极管上的电压保持恒定等于Vz。齐纳电压的任何增加都会导致反向齐纳电流的增加。
反向击穿后电流必须通过连接一个电阻与齐纳二极管串联来控制，这对于避免二极管因加热而损坏是非常重要的。
负载总是与齐纳二极管并联，因此负载上的电压等于齐纳电压Vz。
电源电压Vs总是大于齐纳电压Vz。
齐纳击穿区的重要性
击穿后齐纳二极管在击穿区工作。在击穿区，齐纳二极管作为电压调节器，当电压超过击穿电压Vz时，调节流经它的电流。
如图所示
要了解齐纳二极管的工作原理，我们先来了解一下
齐纳分解是什么?什么是雪崩击穿?
齐纳击穿:
在vz小于5伏的齐纳二极管中观察到齐纳击穿，在5到8伏之间，让我们了解vz小于5伏的齐纳击穿机制。
当对齐纳二极管施加5伏或更低的电压时，一个非常强烈的电场出现在狭窄的耗尽区域
这个强电场是强大的足够把一些价电子拉进导带通过打破它们共价键，电子就会变成自由的，可以用来导电。
大量这样的自由电子将构成一个大的反向电流通过齐纳二极管。据说发生故障是由于齐纳效应．
为避免因过度加热而损坏二极管，应将电阻器与齐纳二极管串联。
齐纳击穿电压也取决于温度如果结的温度增加然后是齐纳击穿电压降低。
击穿发生后，v-i特征非常明显。
齐纳二极管雪崩击穿:
当Vz大于8伏时，齐纳二极管发生雪崩击穿。
在反偏置条件下，只有少数载流子才会导通电流。
当我们增加施加在齐纳二极管上的反向电压时这些少数载流子就会加速，与这些电子相关的动能就会增加。
当这些加速的少数载流子移动时，会与静止的原子碰撞，并将部分动能转移到共价键中存在的价电子上。
由于这个额外获得的能量，价电子将打破它们的共价键和跳到传导为传导而变得自由的带。
现在新产生的自由电子会加速敲门更多的价电子通过碰撞，这种现象被称为载体乘法。
由于载体乘法过程中，大量的自由少数载流子电子空穴可用于传导，载流子倍增过程成为一个自我持续的连续过程。
这个连续载体乘法运算过程被称为雪崩效应，一个大的河流开始流经齐纳二极管．这被称为雪崩击穿。为了保护二极管不因过度加热而损坏，一个限流电阻应该串联在一起。
雪崩击穿中击穿电压随时间的增加而增大增加在结温度．
的vi特点图中显示了具有雪崩击穿的反向偏置区域，表明其特征具有逐渐增加的性质。
齐纳二极管的应用:
1)。作为发射极从动器型稳压器的电压参考。
2)。作为一个调节电源。
3)。在MOSFET和opamp的保护电路中。
4)。在剪切和波整形电路中。
5)。在脉冲放大器中。
这对我很有用