稳压二极管工作原理及型号参数符号详解

2017-02-24 11:53分类：电子元器件阅读：

　 稳压二极管（又名齐纳二极管）简称稳压管，顾名思义，它是一种专门用来稳定电路工作电压的二极管。我们知道，当普通二极管外加的反向电压达到一定数值后，反向电流会突然增大，将管子损坏，这种现象叫作“击穿” 但是由于稳压二极管内部构造的特点，它却正适合在反向击穿状态下工作，只要限制电流的大小，这种击穿是非破坏性的，这时尽管通过稳压二极管的电流在很大范围内变化，但是稳压二极管两端的电压几乎不变，保持稳定。
稳压二极管在电路中的功能和用法完全不同于一般的普通二极管，它是一种特殊的具有稳压功能的二极管，其最大特点是工作于反向击穿状态时具有稳定的端电压。

基本特性
稳压二极管是利用PN结反向击穿后，其端电压在一定范围内不随反向电流变化而变化的特性工作的。稳压二极管的基本特性可通过图5-1所示的伏安特性曲线来说明：稳压二极管的正向特性与普通二极管完全一致，即给PN结加上正向电压（稳压二极管正极接正电压或高电压，负极接负电压或低电压）时，会产生较大的正向电流。加较低反向电压时则截止，只有很小的反向电流。当反向电压增大到一定程度（图中Uz）时，通过PN结的反向电流突然增大，稳压二极管就进入了击旁区。这时即使反向电流在很大范围内变化时，稳压二极管两端的反向电压能保持基本不变。当反向电流大到一定数值（图中/ZM）时，稳压二极管就会因过热而损坏。可见，只要适当控制反向电流的数值，稳压二极管是不会损坏的。外形和种类

常见稳压二极管的实物外形如图5-2所示。由图可知，稳压二极管的外形与某些普通二极管几乎没有什么区别。稳压二极管的外壳材料有玻璃、塑料、金属3种，一般小功率稳压二极管采用玻璃或塑料封装，大功率稳压二极管采用散热良好的金属外壳封装。由于稳压二极管一般用硅半导体材料制成，所以也称硅稳压二极管或硅稳压管。

主要参数

由于稳压二极管是工作在反向击穿状态下的，其主要用途又是稳压，所以它的主要技术参数与普通二极管的参数大相径庭。稳压二极管的主要技术参数有以下5项。

①稳定电压( Uz)。这是指稳压二极管在起稳压作用的范围内，其两端的反向电压值，通常简称“稳压值”。稳压二极管的稳定电

压值随其工作电流和温度的变化而略有变化。不同型号的稳压二极管一般具有不同的稳定电压Uz，即使是同一型号的稳压二极管，稳定电压值也不可能完全相同，使用时应根据需要选取。在要求较严的情况下，稳压二极管的具体稳定电压应由实测确定。

②工作电流(IZ)。，这是指稳压二极管正常工作时，通过管子的反向击穿电流。稳压二极管的工作电流偏小，稳压效果就会变差；而电流过大，则会使稳压二极管过热损坏。一般在允许的工作电流范围内，电流大些，稳压效果相对更好些，只是稳压二极管要多消耗一部分电能。与普通二极管不同的是，稳压二极管的工作电流是从它的负极流向正极的。

③最大工作电流( /ZM)。这是指稳压二极管长期正常工作时．所允许通过的最大反向电流值。例如，常用2CW51型稳压二极管的最大工作电流为71mA、1N4619硅稳压二极管的最大工作电流为85mA、1N4728型稳压二极管的最大工作电流为270mA。使用中应控制通过稳压二极管的工作电流，使其不超过最大工作电流/ZM，否则会烧毁稳压二极管。

④最大耗散功率( PM)。这是指当反向电流通过稳压二极管时，管子本身消耗功率的最大允许值，也称额定功耗。例如，常用2CW51、1N4619型稳压二极管的最大耗散功率为250mW，1N4728型稳压二极管的最大耗散功率为1W。实际使用时，不允许稳压二极管消耗的功率（稳定电压Uz与工作电流lz的乘积）超过这个极限值。

⑤动态电阻（Rz）。稳压二极管工作时，我们希望在电流变化范围很大时，所稳定的电压变化尽量小些。为了准确反映这一性能，规定把电压变化量△UZ与电流变化量△/z的比值，叫做稳压二极管的动态电阻，即：Rz=△Uz/△／z。可见，稳压二极管的动态电阻越小，说明稳压二极管的稳压性能越好。实践证明，同一稳压二极管的动态电阻随工作电流大小而改变，工作电流较大时，其动态电阻较小；工作电流偏小时，动态电阻会明显增大。

型号命名

国产稳压二极管的型号命名遵循了普通晶体二极管的命名规则，其格式参见前面图4-5。具体规定由5个部分组成（也有省掉第5部分的），如2DW1、2CW21B等。其中：第1部分用阿拉伯数字“2”表示二极管；第2部分用汉语拼音字母表示管子的材料和极性，如C为硅N型、D为硅P型；第3部分用汉语拼音字母W表示稳压管；第4部分（阿拉伯数字）、第5部分（汉语拼音字母）分别表示产品序号和规格，主要区别稳定电压、最大工作电流、最大允许耗散功率的差异，其中第5位的汉语拼音字母专门用于区分稳定电压的范围，具体可查有关手册。

跟普通晶体二极管一样，源于国外的1N4000系列稳压二极管，目前在各种电子装置中应用很普遍，几乎有取代国标型号产品的趋势。但实际上这些稳压二极管并非全都是进口货，实际上大多数为国产。

外壳标识

常见稳压二极管多数情况下只在管体上标出型号和极性，如图5-3 (a)所示；有的体积小的稳压二极管仅标出稳定电压（例如标出“4V7”表示该管的稳定电压值为4.7V）和极性，如图5-3( b)所示。要想进一步了解稳压二极管的有关参数，就得查阅有关手册等。常用稳压二极管的标注方法

表5列出了电子爱好者经常用到的几种稳压二极管的主要参数。需要说明的是，对于一个具体的稳压二极管，它的稳定电压是一个确定值。不同型号的稳压二极管，稳定电压一般是不同的。同一型号的稳压二极管，由于制作工艺上的离散性，每一只管子的稳定电压也不可能完全相同，而是分布在一个范围之内。另外，实际应用时稳压二极管的工作电流要取得稍大些（一般为最大工作电流/ZM的1/5 - 1/2），这样才会有好的稳压效果。如果知道了某一稳压二极管的最大耗散功率PM和稳定电压Uz，可根据公式/ZM -PM+ UZ计算出它的最大工作电流来。

表5常用稳压二极管的主要参数
参数	稳定电压	动态电阻	最大工作电流	最大消散功率	可代换产品
型号	U_ZN	R_Z/Ω	/_zm/mA	p_M/mW	可代换产品
2CW51	2.5 - 3.5	60	71	250	1N4618.1N4619 1N4620. 2CWlO
2CW54	5.5 - 6.5	30	38	250	1N4627. 2CW13
2CW60	11 .5 - 12.5	40	19	250	1N4106. 2CW19
2CWl01	2.5 - 3.5	25	280	1000	1N4728. 2CW21S
2CW104	5.5 - 6.5	15	150	1000	1N4734.1N4735. 2CW21B
2CW110	11 .5 - 12.5	20	76	1000	1N4742. 2CW21H
2DW230	5.8 - 6.6	≤25	30	200	2DW7A

根据稳压二极管的外壳标志或封装形状，可以区分出两引脚的正、负极性来。图5-4所

上面的图是常见国产稳压二极管的引脚识别方法。由图可知，稳压二极管两引脚的正、负极识别方法，与普通二极管完全相同。但需要注意的是，由于稳压二极管是工作在反向击穿状态下的，所以在接入电路时，其负极应接高电压，正极应接低电压。

电路符号

稳压二极管的电路符号如图5-5所示，其图形符号是在普通二极管符号的短直线一端加上了一个小直角（旧标准为两个短斜线），以区别并表示稳压二极管在电路中需要反接即稳压二极管的负极接电路中的高电位、正极接低电位，这样才能正常稳压。二极管图形符号旁边的“+”、“-”极性（注意不是电路工作电压极性）是为便于说明问题加上去的，实际画电路图时都不加注。稳压二极管的文字符号是VD（旧符号是DW），在电路图中常写在图形符号旁边。若电路图中有多只同类元器件时，就在文字后面或右下角标上数字，以示区别，如VD1、VD2-.......．文字符号的后面或下边，—般标出稳压二极管的型号或稳定电压值。