齊納二極管使用以及須要注意的事項

　　齊納二極管又叫穩壓二極管，齊納二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具備很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻下降到一個不多的數值，在這個低阻區中電流增長而電壓則保持恆定，穩壓二極管是根據擊穿電壓來分檔的，由於這種特性，穩壓管主要被做爲穩壓器或電壓基準元件使用。其伏安特性，穩壓二極管能夠串聯起來以便在較高的電壓上使用，經過串聯就可得到更多的穩定電壓。
　　齊納二極管原理
　　在一般狀況下，反向偏置的PN結中只有一個很小的電流。這個漏電流一直保持一個常數，直到反向電壓超過某個特定的值，超過這個值以後PN結忽然開始有大電流導通（圖1.15）。這個忽然的意義重大的反向導通就是反向擊穿，若是沒有一些外在的措施來限制電流的話，它可能致使器件的損壞。反向擊穿一般設置了固態器件的最大工做電壓。然而，若是採起適當的預防措施來限制電流的話，反向擊穿的結能做爲一個很是穩定的參考電壓。
　　致使反向擊穿的一個機制是avalanche mulTIplicaTIon.考慮一個反向偏置的PN結。耗盡區隨着偏置上升而加寬，但還不夠快到阻止電場的增強。強大的電場加速了一些載流子以很是高的速度穿過耗盡區。當這些載流子碰撞到晶體中的原子時，他們撞擊鬆的價電子且產生了額外的載流子。由於一個載流子能經過撞擊來產生額外的成千上外的載流子就好像一個雪球能產生一場雪崩同樣，因此這個過程叫avalanche mulTIplicaTIon。
　　反向擊穿的另外一個機制是tunneling.Tunneling是一種量子機制過程，它能使粒子在無論有任何障礙存在時都能移動一小段距離。若是耗盡區足夠薄，那麼載流子就能靠tunneling跳躍過去。Tunneling電流主要取決於耗盡區寬度和結上的電壓差。Tunneling引發的反向擊穿稱爲齊納擊穿。
　　結的反向擊穿電壓取決於耗盡區的寬度。耗盡區越寬須要越高的擊穿電壓。就如先前討論的同樣，摻雜的越輕，耗盡區越寬，擊穿電壓越高。當擊穿電壓低於5伏時，耗盡區太薄了，主要是齊納擊穿。當擊穿電壓高於5伏時，主要是雪崩擊穿。設計出的主要工做於反向導通的狀態的PN二極管根據占主導地位的工做機制分別稱爲齊納二極管或雪崩二極管。齊納二極管的擊穿電壓低於5伏，而雪崩二極管的擊穿電壓高於5伏。一般工程師們無論他們的工做原理都把他們稱爲齊納管。所以主要靠雪崩擊穿工做的7V齊納管可能會令人疑惑不解。
　　實際上，結的擊穿電壓不只和它的摻雜特性有關還和它的幾何形狀有關。以上討論分析了一種由兩種均勻摻雜的半導體區域在一個平面相交的平面結。儘管有些真正的結近似這種理想狀況，大多數結是彎曲的。曲率增強了電場，下降了擊穿電壓。曲率半徑越小，擊穿電壓越低。這個效應對薄結的擊穿電壓由很大的影響。大多數肖特基二極管在金屬-硅交界面邊緣有一個很明顯的斷層。電場強化能極大的下降肖特基二極管的測量擊穿電壓，除非有特別的措施能削弱Schottky barrier邊緣的電場。
　　齊納二極管怎麼使用
　　穩壓二極管要工做有兩個條件：
　　一、反向加在穩壓二極管上的電壓要大於穩壓管的穩壓值。
　　二、經過穩壓管的電流要達到其工做條件（也就是反向電流要足夠大，通常至少是幾個mA）。
　　穩壓二極管穩壓電路圖
　　由硅穩壓管組成的簡單穩壓電路如圖5- l9（a）所示。硅穩壓管DW與負載Rfz，並聯，R1爲限流電阻。
　　這個電路是怎樣進行穩壓的呢？
　　若電網電壓升高，整流電路的輸出電壓Usr也隨之升高，引發負載電壓Usc 升高。因爲穩壓管DW與負載Rfz並聯，Usc 只要有根少一點增加，就會使流過穩壓管的電流急劇增長，使得I1也增大，限流電阻R1上的電壓降增大，從而抵消了Usr的升高，保持負載電壓Usc 基本不變。反之，若電網電壓下降，引發Usr降低，形成Usc 也降低，則穩壓管中的電流急劇減少，使得I1減少，R1上的壓降也減少，從而抵消了Usr的降低，保持負載電壓Usc 基本不變。
　　若Usr 不變而負載電流增長，則R1上的壓降增長，形成負載電壓Usc 降低。Usc 只要降低一點點，穩壓管中的電流就迅速減少，使R1上的壓降再減少下來，從而保持R1上的壓降基本不變，使負載電壓Usc 得以穩定。
　　綜上所述能夠看出，穩壓管起着電流的自動調節做 用，而限流電阻起着電壓調整做用。穩壓管的動態電阻越小，限流電阻越大，輸出電壓的穩定性越好。
　　齊納二極管使用注意事項
　　一、要注意通常二極管與穩壓二極管的區別方法。很多的通常二極管，特別是玻璃封裝的管，外形顏色等與穩壓二極管較類似，如不細心區別，就會使用錯誤。區別方法是：看外形，很多穩壓二極管爲園柱形，較短粗，而通常二極管若爲園柱形的則較細長；看標誌，穩 壓二極管的外表面上都標有穩壓值，如5V6，表示穩壓值爲5.6V；用萬用表進行測量，根據單向導電性，用X1K擋先把被測二極管的正負極性判斷出來，而後用X10K擋，黑表筆接二極管負極，紅表筆接二極管正極，測的阻值與X1K擋時相比，若出現的反向阻值很大，爲通常二極管的可能性很大，若出現的反向阻值變得很小，則爲穩壓二極管。
　　二、注意穩壓二極管正向使用與反向使用的區別。穩壓二極管正向導通使用時，與通常二極管正向導通使用時基本相同，正向導通後兩端電壓也是基本不變的，都約爲0.7V。從理論上講，穩壓二極管也可正向使用作穩壓管用，但其穩壓值將低於1V，且穩壓性能也很差，通常不單獨用穩壓管的正向導通特性來穩壓，而是用反向擊穿特性來穩壓。反向擊穿電壓值即爲穩壓值。有時將兩個穩壓管串聯使用，一個利用它的正向特性，另外一個利用它的反向特性，則既能穩壓又可起溫度補償做用，以提升穩壓效果。
　　三、要注意限流電阻的做用及阻值大小的影響。在穩壓二極管穩壓電路中，通常都要串接一個電阻R，如圖1或2示。該電阻在電路中起限流和提升穩壓效果的做用。若不加該電阻即當R=0時，容易燒壞穩壓管，穩壓效果也會極差。限流電阻的阻值越大，電路穩壓性能越好，但輸入與輸出壓差也會過大，耗電也就越多。
　　四、要注意輸入與輸出的壓差。正常使用時，穩壓二極管穩壓電路的輸出電壓等於穩壓管反向擊穿後兩端的穩壓值，若輸入到穩壓電路中的電壓值小於穩壓管的穩壓值，則電路將失去穩壓做用，只有是大於關係時，纔有穩壓做用，而且壓差越大，限流電阻的阻值也應越大，不然會損壞穩壓管。
　　五、穩壓管可串聯使用。幾個穩壓管串聯後，可得到多個不一樣的穩壓值，故串聯使用較常見。下面舉例說明兩個穩壓管串聯使用後，如何求得穩壓值。若一個穩壓管的穩壓值爲5.6V，另外一個穩壓值爲3.6V，設穩壓管正向導通時電壓均爲0.7V，則串聯後共有四種不一樣的穩壓值，如圖1示。
　　六、穩壓管通常不併聯使用。幾個穩壓管並聯後，穩壓值將由最低（包括正向導通後的電壓值）的一個來決定。仍是以上述兩個穩壓管爲例，來講明穩壓值的計算方法。兩個並聯後共有四種狀況，穩壓值只有兩個，如圖2示。除非特殊狀況，穩壓二極管都不併聯使用。
　　1SMA5919BT3G的參數
　　齊納電壓VZ:5.6V
　　系列:-
　　阻抗（最大值）（Zzt）:2 Ohms
　　零件狀態:在售
　　正向壓降VF:1.5V@200mA
　　反向漏電流IR:2.5?A@3V
　　封裝/外殼:DO-214AC，SMA
　　齊納電壓VZ:5.6V
　　穩壓精度:±5%
　　功率（最大值）:1.5W
　　阻抗（最大值）（Zzt）:2 Ohms
　　工做溫度:-65°C~150°C
　　供應商器件封裝:SMA
　　安裝類型:表面貼裝(SMT)
　　溼氣敏感性等級（MSL）:1（無限）
　　供應商器件封裝:SMA
　　製造商標準提早期:19 周
　　功率（最大值）:1.5W
　　包裝:剪切帶（CT） ,帶卷（TR）
　　安裝類型:表面貼裝(SMT)
　　穩壓精度:±5%
　　對無鉛要求的達標狀況 / 對限制有害物質指令(RoHS)規範的達標狀況無鉛 / 符合限制有害物質指令(RoHS)規範要求封裝/外殼DO-214AC，SMA工做溫度:-65°C~150°C溼氣敏感性等級（MSL）:1（無限）