本文主要是關于W15Z3.3Y穩(wěn)壓管的相關介紹,并著重對W15Z3.3Y穩(wěn)壓管與普通3.3V穩(wěn)壓管的異同點進行了詳盡的闡述。
穩(wěn)壓管
穩(wěn)壓二極管(又叫齊納二極管)是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管,簡稱穩(wěn)壓管。 [1] 此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。穩(wěn)壓管在反向擊穿時,在一定的電流范圍內(或者說在一定功率損耗范圍內),端電壓幾乎不變,表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性,因而廣泛應用于穩(wěn)壓電源與限幅電路之中。穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的,因為這種特性,穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準元件使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用,通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓,稱為雙向穩(wěn)壓管。
主要參數(shù)
穩(wěn)定電壓Uz
指穩(wěn)壓管通過額定電流時兩端產(chǎn)生的穩(wěn)定電壓值。 [2] 該值隨工作
電流和溫度的不同而略有改變。由于制造工藝的差別,同一型號穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值也不完全一致。例如,2CW51型穩(wěn)壓管的Vzmin為3.0V,Vzmax則為3.6V。
耗散功率Pz
反向電流通過穩(wěn)壓二極管的PN結時,要產(chǎn)生一定的功率損耗,PN結的溫度也將升高。根據(jù)允許的PN結工作溫度決定出管子的耗散功率。通常小功率管約為幾百毫瓦至幾瓦。 [3] 最大耗散功率Pzm:是穩(wěn)壓管的最大功率損耗取決于PN結的面積和散熱等條件。反向工作時,PN結的功率損耗為:Pz=Vz*Iz,由Pzm和Vz可以決定Izmax。
穩(wěn)定電流Iz
最小穩(wěn)定電流Izmin、大穩(wěn)定電流Izmax穩(wěn)定電流:工作電壓等于穩(wěn)定電壓時的反向電流;最小穩(wěn)定電流:穩(wěn)壓二極管工作于穩(wěn)定電壓時所需的最小反向電流;最大穩(wěn)定電流:穩(wěn)壓二極管允許通過的最大反向電流。
動態(tài)電阻rz
其概念與一般二極管的動態(tài)電阻相同,只不過穩(wěn)壓二極管的動態(tài)電阻是從它的反向特性上求取的。rz愈小,反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。 rz=△Vz/△Iz
溫度系數(shù)Ctv
溫度的變化將使VZ改變,在穩(wěn)壓管中,當|VZ|》7V時,Vz具有正溫度系數(shù),反向擊穿是雪崩擊穿。 當|Vz|《4V時,VZ具有負溫度系數(shù),反向擊穿是齊納擊穿。
當4V《|Vz|《7V時,穩(wěn)壓管可以獲得接近零的溫度系數(shù)。這樣的穩(wěn)壓二極管可以作為標準穩(wěn)壓管使用。
例如2CW58穩(wěn)壓管的Ctv是+0.07%/°C,即溫度每升高1°C,其穩(wěn)壓值將升高0.07%。
動態(tài)電阻Rz
指穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變,一般是工作電流愈大,動態(tài)電阻則愈小。例如,2CW7C穩(wěn)壓管的工作電流為5mA時,Rz為18Ω;工作電流為10mA時,Rz為8Ω;為20mA時,Rz為2Ω。Rz=DVz/DIz,Rz愈大,反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。 [4]
漏電流IR
指穩(wěn)壓二極管在規(guī)定的反向電壓下產(chǎn)生的漏電流。例如2CW58穩(wěn)壓管的VR=1V時,IR=0.1uA;在VR=6V時,IR=10uA。
W15Z3.3Y穩(wěn)壓管與普通3.3V穩(wěn)壓管的異同點
比較普通3.3V穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線的上圖與W15Z3.3Y穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線的下圖,會發(fā)現(xiàn)它們的伏安特性有不同點和相同點。
不同點:普通3.3V穩(wěn)壓二極管正向伏安特性曲線在坐標的第一象限內,而W15Z3.3Y穩(wěn)壓二極管正向伏安特性曲線不存在。即普通3.3V穩(wěn)壓二極管的正向電壓降為0.75V左右,而W15Z3.3Y穩(wěn)壓二極管正向始終是截止的,所以談不到正向電壓降。
相同點:普通3.3V穩(wěn)壓二極管和W15Z3.3Y穩(wěn)壓二極管,它們的反向伏安特性曲線都在坐標的第三象限內,十分相似,穩(wěn)壓值均為3.3V左右。
W15Z3.3Y穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線
第一步:測W1523.3Y穩(wěn)壓二極管的正向伏安特性。測最方法和電路與測普通3.3V穩(wěn)壓二極管的正向伏安特性方法相同,調節(jié)電位器W.使電壓從ov開始增加。當電壓為O.IV、0.2V、0.3V、o.5v、1V、2V、4V、5v…時電流仍為OmA,,可見W1523,3Y穩(wěn)壓二極管正向始終是截止的,根本就不存在普通3.3V穩(wěn)壓二極管的正向電壓降約為0.75V。
第二步:測W1523.3Y穩(wěn)壓二極管的反向伏安特性。與測量普通3.3V穩(wěn)壓二極管反向伏安特性方法和電路相同,實際測量時,與普通3.3V穩(wěn)壓二極管反向伏安特性值基本一致。
第三步:建立直角坐標系。橫軸代表加在W1523.3Y穩(wěn)壓二極管兩端電壓,單位伏特。縱軸代表流過W1523.3Y穩(wěn)壓二極管的電流,單位為毫安。同樣規(guī)定測W1523.3Y穩(wěn)壓二極管正向伏安特性時的電壓、電流為正值,那么測反向伏安特性時的電壓、電流為負值。
第四步:畫出W1523.3Y穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線。在坐標系上找到所測數(shù)值各對應點,然后將各點連線,就得到了W1523.3Y穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線如圖4所示。可見W1523.3Y穩(wěn)壓二極管正向伏安特性曲線不存在(確切地說,應該是橫軸的正半軸).反向伏安特性曲線在坐標的第三象限。
二極管和穩(wěn)壓管有何異同
二極管和穩(wěn)壓管的異同:
相同點:
1、都是二端有源器件;
2、都是利用PN結特性的器件;
3、都有耐壓值和最大過流量,也就是說,都是有最大功率限制的;
4、都具有單向導電性質。
但是穩(wěn)壓管和二極管也有重要區(qū)別。區(qū)別方法:
1、第一,二極管一般在正向電壓下人作,穩(wěn)壓管則在反向擊穿狀態(tài)下工作,二者用法不同;第二,普通二極管的反向擊穿電壓一般在40V以上,高的可達幾百伏至上千伏,而且在伏安特性曲線反向擊穿的一段不陡,即反向擊穿電壓的范圍較大,動態(tài)電阻也比較大。對于穩(wěn)壓管,當反向電壓超過其工作電壓Vz(亦稱齊納電壓或穩(wěn)定電壓)時,反向電流將突然增大,而器件兩端的電壓基本保持恒定。對應的反向伏安特性曲線非常陡,動態(tài)電阻很小。穩(wěn)壓管可用作穩(wěn)壓器、電壓基準、過壓保護、電平轉換器等。
2、根據(jù)二者反向擊穿電壓在數(shù)值上的差異及穩(wěn)定性,可以區(qū)分標記不清楚的穩(wěn)壓管和普通二極管。利用兆歐表提供合適的反向擊穿電壓,將被測管反向擊穿。選擇萬用表的10VDC檔或50VDV檔測出反向擊穿電壓值,數(shù)值在40V以上的是二極管,低于40V的穩(wěn)壓管。
3、利用萬用表的電阻檔也可以區(qū)分穩(wěn)壓管與半導體二極管。具體方法是,首先用R×1k檔測量正、反向電阻,確定被測管的正、負極。然后將萬用表撥于R×10k檔,如圖所示,黑表筆接負極,紅表筆接正極,由表內9~15V疊層電池提供反向電壓。其中,電阻讀數(shù)較小的是穩(wěn)壓管,電阻為無窮大的二極管。
結語
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