什么是齐纳二极管?
齐纳二极管是连接n型半导体和p型半导体的二极管中反向电压相对较低且电压值稳定的元件。也称为恒压二极管。
普通二极管具有整流作用,导通程度根据施加在两端的偏压极性而变化,即使施加很高的反向偏压,也不会流过电流。然而,一种称为齐纳二极管的特殊类型的二极管表现出这样的二极管特性:当施加高于特定阈值的相对较小的反向偏置电压时,大量电流突然流动。
利用齐纳二极管特有的整流特性,可以在电路内保持恒定电压。
齐纳二极管的应用
齐纳二极管的特点是,当施加超过一定值的反向偏压时,能够快速流动电流,并防止电压进一步增加。因此,它用于保持不稳定电源的电压恒定并保护电路免受浪涌电流的影响。
例如,将齐纳二极管与不稳定的电源并联,使其反向偏置。结果,如果电源电压变得高于齐纳二极管的击穿值,则大电流将流过齐纳二极管,因此可以降低电压并保持电路两端的电压恒定。
稳压二极管原理
齐纳二极管所表现出的独特特性据说与两个因素有关:齐纳效应和雪崩效应。在前一种情况下,通过使用具有高浓度混合杂质的半导体(齐纳二极管特有的)有意创建pn结,施加反向偏压时出现的耗尽层变得更薄,并且值高于某个阈值,这是一种电子产生隧道效应并跨越耗尽层从而引起导电的现象。
在后一种情况下,比高偏压更强烈加速的电子与半导体原子碰撞并击出许多载流子,而喷射出的电子与半导体原子碰撞并击出更多载流子,这种现象重复出现。电子和大量电流流动。
当偏压超过阈值时,会发生雪崩效应,由于齐纳效应而跃过耗尽层的电子由于高反向偏压而产生大电流,从而引起电压降,从而使电压降低至阈值。
这将使施加到电路的电压保持恒定,稳定不稳定的电源并保护电路免受外部浪涌的影响。目前,通过调整杂质浓度比和半导体工艺,可以制造出反向击穿电压具有极好的可控性的齐纳二极管。
市场上有多种类型和公差,可供选择的范围从1V到几百V,而且根据电压值的不同,还有±0.05%的窄公差产品。