
稳压二极管工作原理
2024-02-04 07:48:31
晨欣小编
稳压二极管是一种常见的电子元器件,它在电子电路中起到稳定电压的作用。它的工作原理基于PN结的特性。
首先,我们来了解一下PN结。PN结是由P型半导体和N型半导体通过熔溶法或扩散法制备而成。在PN结中,P型半导体的少数载流子是空穴,而N型半导体的少数载流子是电子。当将P型半导体和N型半导体靠近时,由于两者之间的电荷差异,电子和空穴会在PN结周围扩散。
当施加正向电压时,即将P型半导体连接到正极,N型半导体连接到负极时,PN结中的空穴会被推向N型半导体,而电子会被推向P型半导体。这样,PN结中将形成一个耗尽区域,其中几乎没有载流子,因此耗尽层中形成一个电势垒。换句话说,PN结形成了一个阻碍电流流动的壁垒。
当施加反向电压时,即将P型半导体连接到负极,N型半导体连接到正极时,PN结中的电子会被吸引到P型半导体,而空穴会被吸引到N型半导体。这样,耗尽区域将扩大,电势垒将增大。
稳压二极管就是利用了PN结特性中的这些特点。稳压二极管内部有一个特殊的结构,称为整流器。整流器由Zener二极管和串联电阻或电流限制器组成。Zener二极管是一种特殊的稳压二极管,它的工作原理是基于反向击穿现象。
当反向电压超过Zener二极管的击穿电压时,Zener二极管会进入反向击穿状态。反向击穿是一种特殊的击穿方式,它使得电流可以在反向的偏置下通过二极管。这个击穿电压是Zener二极管的关键参数,它决定了稳压二极管的稳压能力。
稳压二极管在工作中起到稳定电压的作用主要有两种方式:连续反向击穿和Zener截止。在连续反向击穿模式下,当电路负载的电流超过稳压二极管的最大额定值时,稳压二极管将深入电流击穿区域,进入一种较高电流状态,以防止电路中电压的过高变化。在Zener截止模式下,当电路负载的电流小于稳压二极管的最小额定值时,稳压二极管将截止电流,从而确保电路中电压的稳定。
总结起来,稳压二极管通过静态功率的消耗来起到稳定电压的作用。它的工作原理基于PN结的特性,利用整流器的特殊结构和Zener二极管的反向击穿现象。通过连续反向击穿和Zener截止两种模式来实现对电路中电压的稳定控制。稳压二极管在电子电路中有着广泛的应用,如电源电路、通信电路、测量仪器等。