电路基础与集成电子技术—4.4硅稳压二极管及其稳压电路.pptVIP

4.4 硅稳压二极管 及其稳压电路 4.4.1 稳压二极管的主要参数 4.4.2 稳压二极管稳压电路 利用硅二极管反向击穿十分陡直，可以制作稳压二极管，从稳压二极管的伏安特性曲线可确定它的一些参数。 (1) 稳定电压VZ —— 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 4.4.1 稳压二极管的主要参数 图4.4.1 稳压二极管的伏安特性曲线 (2) 动态电阻rZ —— 其概念与一般二极管的动态电阻相同，只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性曲线上求取的。 rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 rZ =?UZ /?IZ (3) 最大耗散功率 PZM —— 稳压管的最大功率损耗取决于PN结的面积和散热等条件。反向工作时PN结的功率损耗为 PZM= UZ IZMAX (4) 最大稳定工作电流 IZMAX 和最小稳定工作 电流IZMIN ————— 稳压管的最大稳定工作电流取决于最大耗散功率，即 IZMAX = PZM/UZ 而IZMIN对应UZMIN，即反向特性曲线刚刚击穿处对应的IZ 。若IZ＜IZMIN则不能稳压。 (5) 稳定电压UZ的温度系数——?UZ 温度的变化将使UZ改变，在稳压管中当?UZ? ＞7 V时，UZ具有正温度系数，反向击穿是雪崩击穿。 当?UZ?＜4 V时， UZ具有负温度系数，反向击穿是齐纳击穿。 当4 V＜?UZ? ＜7 V时，正、负温度系数在某一点上互相抵消，稳压管可以获得接近零的温度系数。这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用，提供十分稳定的直流电压。 图 4.4.2 带温度补偿的硅稳压二极管 也可以利用稳压二极管的雪崩击穿， UZ具有正温度系数；稳压二极管的正向压降UD具有负温度系数，一正一反串联起来稳压二极管可以获得接近零的温度系数。 稳压二极管稳压电路中，稳压二极管与负载并联，在输入电压UI与负载RL之间串联一个起调节作用的稳压电阻R ，该电阻同时起限流保护稳压二极管的作用。 图 4.4.3 稳压二极管稳压电路　 4.4.2 稳压二极管稳压电路 由图可知 IR= IZ+ IO 引起稳压电路输出电压变化的因素，主要是输入电压UI的变化和负载电流IO的变化，(即负载电阻RL改变)。 图 4.4.3 稳压二极管稳压电路　 1. 若输入电压UI 发生变化，负载电流Io不变： 设UI ↑? UO=VZ↑， 于是IZ↑，因 IR= IZ+ IO 故IR ↑?IR R↑?UO? 2. 若负载电流Io变化，输入电压UI 不变： 图 4.4.3 稳压二极管稳压电路　 设IO↑，由IR= IZ+ IO ，可知IR ↑?IRR↑?UO=VZ↓，导致电流IZ ↓?IR↓?IRR↓，根据UI= IRR +UO，输出电压有所上升 UO↑，使输出电压基本稳定。 第二，当输入电压变化?10%时，考虑稳压管电流不超出上下限。最不利的情况是IOmin， Izmax时，若输入电压又变化到1.1UI，Iz有可能超出Izmax；当IOmax， Izmin时，若输入电压又变化到0.9UI，稳压管的电流有可能小于Izmin。可以将稳压管的电流选大10%，并留有一些余量，按增加20%选稳压管。 稳压电路适合小电流，且电流变化不大的场合。在简单设计图4.4.3的稳压电路时，如已知UO、 UI和IO的变化范围，应如何选取稳压管和稳压电阻R的数值。基本原则是： 第三是选取稳压管的稳定电压等于输出电压的数值。 第一因IO增加，会使IZ减小(或反之)，以使IR趋于不变，所以，有 。考虑到负载开路时负载电流将全部流入稳压管，故选取稳压管的电流的Izmax≥IOmax+Izmin。 例4.4：在图4.4.3中，设UI=15V，波动范围为，稳压管的VZ=10V，输出电流IO介于4～8mA之间。试选择稳压管并计算电阻R。 解： 1.