演講人：日期:穩(wěn)壓二極管技術(shù)解析contents目錄工作特性分析基本原理與結(jié)構(gòu)特性選型與應(yīng)用場(chǎng)景電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)檢測(cè)與故障處理實(shí)際應(yīng)用案例020103040506contentscontents01基本原理與結(jié)構(gòu)特性PN結(jié)反向擊穿原理穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)，當(dāng)電壓超過(guò)擊穿電壓時(shí)，電流急劇增加，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用。擊穿電壓反向擊穿機(jī)理?yè)舸╊愋头€(wěn)壓二極管擊穿后，在PN結(jié)內(nèi)部形成大量電子-空穴對(duì)，導(dǎo)致電流急劇增加。穩(wěn)壓二極管主要有齊納擊穿和雪崩擊穿兩種類型，齊納擊穿發(fā)生在重?fù)诫sPN結(jié)中，雪崩擊穿發(fā)生在輕摻雜PN結(jié)中。穩(wěn)壓值定義與分類穩(wěn)壓值穩(wěn)壓二極管在一定電流下，電壓保持穩(wěn)定不變的值稱為穩(wěn)壓值。穩(wěn)壓值分類穩(wěn)壓精度穩(wěn)壓二極管根據(jù)穩(wěn)壓值的不同，可分為低壓穩(wěn)壓二極管（穩(wěn)壓值低于10V）和高壓穩(wěn)壓二極管（穩(wěn)壓值高于10V）。穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值受溫度、電流等因素的影響，穩(wěn)壓精度是衡量穩(wěn)壓二極管性能的重要指標(biāo)。123熱穩(wěn)定性與功率參數(shù)熱穩(wěn)定性功耗參數(shù)熱擊穿穩(wěn)壓二極管在工作過(guò)程中，溫度會(huì)對(duì)其穩(wěn)壓值產(chǎn)生影響，熱穩(wěn)定性好的穩(wěn)壓二極管能夠在溫度變化時(shí)保持穩(wěn)定的穩(wěn)壓值。穩(wěn)壓二極管在超過(guò)最大功率耗散時(shí)，會(huì)發(fā)生熱擊穿，導(dǎo)致穩(wěn)壓二極管失效。穩(wěn)壓二極管的最大功耗是其重要參數(shù)之一，它決定了穩(wěn)壓二極管在工作過(guò)程中能夠承受的最大功率。02工作特性分析反向擊穿區(qū)特性曲線擊穿電壓穩(wěn)壓二極管在反向擊穿區(qū)具有穩(wěn)定的擊穿電壓，該電壓稱為穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值。01擊穿電流當(dāng)反向電壓達(dá)到擊穿電壓時(shí)，穩(wěn)壓二極管開始導(dǎo)通，此時(shí)的電流稱為擊穿電流。02擊穿區(qū)穩(wěn)定性穩(wěn)壓二極管在擊穿區(qū)內(nèi)，電流變化范圍較大，但電壓變化很小，具有很好的穩(wěn)定性。03穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)，其電壓與電流之比稱為動(dòng)態(tài)電阻，它反映了穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓性能。動(dòng)態(tài)電阻與穩(wěn)壓精度動(dòng)態(tài)電阻穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓精度是指其穩(wěn)壓值與標(biāo)準(zhǔn)電壓之間的偏差，偏差越小，穩(wěn)壓精度越高。穩(wěn)壓精度穩(wěn)壓二極管在穩(wěn)壓過(guò)程中所能提供的最大電流稱為其負(fù)載能力，負(fù)載能力越強(qiáng)，穩(wěn)壓性能越穩(wěn)定。負(fù)載能力溫度對(duì)穩(wěn)壓性能的影響穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值隨溫度的變化而變化，其變化程度用溫度系數(shù)表示。溫度系數(shù)越小，穩(wěn)壓性能越穩(wěn)定。溫度系數(shù)溫度范圍熱穩(wěn)定性穩(wěn)壓二極管能夠正常工作的溫度范圍稱為溫度范圍。溫度過(guò)高或過(guò)低，穩(wěn)壓性能都會(huì)受到影響。穩(wěn)壓二極管在長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)，由于其自身功耗會(huì)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致溫度升高。熱穩(wěn)定性好的穩(wěn)壓二極管能夠在較高溫度下保持穩(wěn)定的穩(wěn)壓性能。03選型與應(yīng)用場(chǎng)景電壓/電流參數(shù)匹配原則穩(wěn)壓二極管反向擊穿電壓電流穩(wěn)定性穩(wěn)壓二極管工作電流穩(wěn)壓二極管在電路中起到穩(wěn)壓作用，其反向擊穿電壓必須大于電路中的最高電壓。穩(wěn)壓二極管在反向擊穿后，其兩端電壓將保持不變，此時(shí)通過(guò)二極管的電流稱為工作電流，需根據(jù)電路需要進(jìn)行選擇。穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)，電流變化會(huì)引起穩(wěn)壓效果的波動(dòng)，因此需選擇電流穩(wěn)定性較好的二極管。封裝類型與環(huán)境適配性封裝尺寸穩(wěn)壓二極管有多種封裝形式，需根據(jù)實(shí)際電路的空間大小選擇合適的封裝尺寸。封裝材料溫度范圍穩(wěn)壓二極管的封裝材料會(huì)影響其散熱性能，對(duì)于功耗較大的穩(wěn)壓二極管，需選擇散熱性能較好的封裝材料。穩(wěn)壓二極管的工作溫度范圍需符合實(shí)際使用場(chǎng)景，避免溫度過(guò)高或過(guò)低導(dǎo)致二極管性能受損。123電源電路中的典型作用穩(wěn)壓二極管在電源電路中起到電壓穩(wěn)壓的作用，可以將不穩(wěn)定的輸入電壓穩(wěn)定在一個(gè)固定的輸出電壓范圍內(nèi)。電壓穩(wěn)壓穩(wěn)壓二極管具有過(guò)壓保護(hù)功能，當(dāng)電路中的電壓超過(guò)二極管的反向擊穿電壓時(shí)，二極管會(huì)導(dǎo)通，從而將過(guò)壓部分短路，保護(hù)電路中的其他元件。過(guò)壓保護(hù)穩(wěn)壓二極管可以反向接入電路中，起到反向保護(hù)的作用，防止電源反接或電壓極性反轉(zhuǎn)對(duì)電路造成損壞。反向保護(hù)04電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)輸入電壓與負(fù)載匹配計(jì)算輸入電壓范圍確定穩(wěn)壓二極管工作的輸入電壓范圍，以確保穩(wěn)壓二極管能夠正常工作。01負(fù)載電流計(jì)算負(fù)載電流大小，以便選擇合適的穩(wěn)壓二極管。02輸入輸出電壓差根據(jù)穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性，計(jì)算出輸入輸出電壓差，確保電路穩(wěn)定性。03限流電阻設(shè)計(jì)公式功率選擇根據(jù)電阻值和流過(guò)電阻的電流，計(jì)算出電阻的功率，選擇合適的功率電阻。03根據(jù)穩(wěn)壓二極管的額定電流和電路中的電壓差，利用歐姆定律計(jì)算出限流電阻的阻值。02電阻值計(jì)算限流電阻作用限制流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流，防止穩(wěn)壓二極管因過(guò)流而損壞。01散熱設(shè)計(jì)與失效保護(hù)穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的功率損耗，需要采取散熱措施，如加散熱片、散熱器等，以保證穩(wěn)壓二極管正常工作。散熱措施在電路中加入保護(hù)電路，如過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)等，以防止穩(wěn)壓二極管因意外情況而失效。失效保護(hù)05檢測(cè)與故障處理正向/反向特性測(cè)試方法通過(guò)測(cè)量穩(wěn)壓二極管在正向電壓下的電流與電壓關(guān)系，評(píng)估其正向?qū)ㄐ阅芎头€(wěn)壓特性。正向特性測(cè)試測(cè)量穩(wěn)壓二極管在反向電壓下的電流與電壓關(guān)系，了解其反向擊穿電壓和反向漏電流特性。反向特性測(cè)試常見故障現(xiàn)象分析穩(wěn)壓值不穩(wěn)定穩(wěn)壓二極管在使用過(guò)程中穩(wěn)壓值出現(xiàn)波動(dòng)或不穩(wěn)定，可能是管子老化、溫度變化或工作電流過(guò)大。01反向擊穿穩(wěn)壓二極管在反向電壓下出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，可能是管子本身質(zhì)量問(wèn)題或反向電壓過(guò)高。02反向漏電流過(guò)大穩(wěn)壓二極管在反向電壓下漏電流過(guò)大，可能是管子內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞或反向電壓過(guò)高。03替換型號(hào)選擇原則穩(wěn)壓值相同反向擊穿電壓電流容量匹配替換的穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值應(yīng)與原型號(hào)相同，以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。替換的穩(wěn)壓二極管應(yīng)能承受與原型號(hào)相同的最大工作電流，以避免管子過(guò)熱或損壞。替換的穩(wěn)壓二極管反向擊穿電壓應(yīng)大于電路中的最大反向電壓，以確保管子在正常工作條件下不會(huì)擊穿。06實(shí)際應(yīng)用案例通過(guò)穩(wěn)壓二極管和限流電阻串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)直流電源穩(wěn)壓輸出，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。直流電源穩(wěn)壓電路實(shí)例穩(wěn)壓二極管串聯(lián)限流電阻利用穩(wěn)壓二極管的反向擊穿特性，將多個(gè)穩(wěn)壓二極管并聯(lián)在負(fù)載兩端，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。穩(wěn)壓二極管并聯(lián)穩(wěn)壓電路通過(guò)調(diào)整穩(wěn)壓二極管的工作電流，驗(yàn)證穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓效果，確保其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓效果驗(yàn)證過(guò)壓保護(hù)模塊設(shè)計(jì)案例在電路輸入端設(shè)計(jì)過(guò)壓保護(hù)電路，利用穩(wěn)壓二極管的擊穿特性，當(dāng)輸入電壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，穩(wěn)壓二極管擊穿，將過(guò)電壓限制在一定范圍內(nèi)。過(guò)壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)穩(wěn)壓二極管選型過(guò)壓保護(hù)效果測(cè)試根據(jù)電路的實(shí)際需求，選擇合適的穩(wěn)壓二極管，包括穩(wěn)壓值、工作電流、擊穿電壓等參數(shù)。在實(shí)際電路中測(cè)試過(guò)壓保護(hù)模塊的效果，確保電路在過(guò)電壓情況下能夠正常工作。精密儀器供電優(yōu)化方案通過(guò)選取高精度穩(wěn)壓二極管，提高穩(wěn)壓精度，確保精密儀器供電的穩(wěn)定性。