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11.4 : 齐纳二极管

齐纳二极管是一种的半导体器件,并设计为在反向击穿区域内工作,它们允许电流流入阴极,使其相对于阳极为正。这种反向操作能够将齐纳二极管与传统二极管区分开来,使其能够用于各种应用场景中,其中最显著的是用作电压调节器。齐纳二极管的一个显著的特点是它们在某个阈值电流(称为拐点电流)以上几乎垂直的 I-V(电流-电压)特性曲线,这使齐纳二极管能够在很宽的电流范围内保持相对稳定的电压。

制造商指定了齐纳二极管的最大功率耗散和其在特定测试电流下的齐纳电压。齐纳电压的范围可以从几伏到几百伏,并且会随着电流的变化而发生轻微变化。这种变化是由于二极管的动态电阻所引起的,动态电阻的定义是其在工作区域中 I-V 曲线斜率的倒数。低动态电阻对于在电流发生变化时能够保持电压的稳定性是至关重要的,这能够增强齐纳二极管在电压调节应用中的有效性。

然而,更加重要的是避免齐纳二极管在动态电阻显著增加的低电流区域中进行工作,因为这会导致调节电压变得不稳定。齐纳电压与温度之间的关系是另一个关键因素,温度系数(以毫伏/摄氏度来进行表示)表明了电压随温度的变化情况。低压齐纳二极管通常具有负温度系数,而高压二极管则具有正温度系数。这通常会应用到需要稳定的基准电压且温度影响最小的场景中,可以将具有正温度系数的齐纳二极管与正向导通二极管进行串联,并以此来有效的补偿其中的温度变化。

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Zener DiodeVoltage RegulatorReverse BreakdownI V CharacteristicKnee CurrentZener VoltageDynamic ResistanceTemperature CoefficientVoltage Stability

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