齊納二極管的概念

齊納二極管（Zener diode）是一種特殊的二極管，也被稱為金屬-氧化物-半導體（MOS）二極管或穩壓二極管。它由金屬電極、氧化物絕緣層和半導體材料組成，具有非常低的反向電流漏泄和較高的反向電壓容忍能力。齊納二極管的反向電壓容忍能力通常在幾十伏至數百伏之間，遠高于普通二極管。

齊納二極管的主要特點是，當反向電壓增加到一定程度（即齊納電壓）時，反向電流會急劇增加，但此時齊納二極管的電壓卻基本保持不變。這種特性使得齊納二極管可以作為穩壓器或電壓基準元件使用。此外，齊納二極管還具有較低的導通電壓和較快的反向恢復速度。

根據結構和工藝的不同，齊納二極管可以分為多種類型，如基礎齊納二極管、金屬-半導體齊納二極管和Schottky勢壘二極管等。基礎齊納二極管由金屬和n型半導體材料組成，具有導通電壓低、反向漏電流小的特點。金屬-半導體齊納二極管采用晶體管工藝，具有較大的優勢。Schottky勢壘二極管由金屬和nP型半導體材料組成，具有響應時間短和噪聲小的特點，廣泛應用于高速開關電路、射頻收發系統等領域。

齊納二極管在電路中有許多重要的應用，如作為低電平的保護二極管、放大器、整流器和混頻器等。在放大器中，齊納二極管具有低噪聲、耐輻射以及良好的高頻特性。在整流器中，由于齊納二極管具有快速恢復的特性，因此可以應用于高頻整流器。作為混頻器，齊納二極管可以將多個不同頻段的信號混合在一起，實現不同頻段之間的轉換。

總的來說，齊納二極管是一種非常重要的電子器件，其獨特的電性能和廣泛的應用使得它在現代電子技術中占據重要地位。

齊納二極管的VI特性

當我們以正向偏置（+ve 連接到陽極，-ve 連接到陰極端子）齊納二極管時，齊納二極管將像普通 PN 二極管一樣做出反應，特性表明。

當我們對陰極施加+ve反向偏壓，對陽極端子施加-ve反向偏壓時，在特定的情況下會發生反向電壓擊穿，并在電流中產生恒定的齊納電壓增加。

齊納二極管的應用電路

1、一個簡單的齊納二極管穩壓器電路

當您在穩壓電路中使用齊納二極管時，進入它的電流必然受到限制。如果向其施加無故障的電壓源，一旦達到擊穿電壓，它就會通過過多的電流。為了克服這個問題，電流源必須驅動齊納二極管。這樣電流就被限制在選定的值。

實際上，在電路中，電阻器是最簡單的電流源形式。這將通過齊納二極管限制使用電流，從而保證二極管的工作位置幾乎保持固定。

計算串聯電阻的值非常簡單。它只是電阻器兩端的電壓，由所需電流分配。您可以選擇齊納電流的水平，因為它適合該電路和所使用的齊納二極管。

2、帶串聯晶體管的PSU齊納二極管電路

上面所示的簡單并聯調節器并不是最有效，并且對于更高電流的應用來說不可行。解決方法是使用帶有串聯晶體管的齊納二極管電路。下面顯示了簡單的電路圖，其中晶體管用作射極跟隨器。

使用此類電路時，必須計算齊納電阻分壓器所需的電流。它是由增益分配的晶體管發射極電流。

選擇齊納二極管電壓時，應記住，對于硅晶體管，發射極電壓將比齊納電壓小，其幅度等于基極發射極電壓減去 0.6 伏。