杏彩体育平台app·什么是齐纳二极管？齐纳二极管功能和规格

时间：2024-04-16 01:41:45 来源：杏彩体育官网app 作者：杏彩体育官网登录入口

　　齐纳二极管是允许电流双向流动的半导体器件，但专门用于反向电流。齐纳二极管也称为击穿二极管，是最常见的电子元件，用作电子电路的稳定电压基准。

　　美国物理学家克拉伦斯·梅尔文·齐纳博士在研究半导体材料的击穿机制时，首先描述了齐纳二极管的电子特性。作为新泽西州贝尔实验室的理论物理学家，他写了一篇后来在1934年发表的研究论文，确定了一种后来被称为齐纳效应的电击穿。为了纪念他，这些特殊的过程在几年后以他的名字命名。

　　反向偏置(反向)时流经端子的电流称为齐纳效应。当达到电压电位时，会产生齐纳电压(Vz)/击穿电压。齐纳二极管独特地由重掺杂pn结组成，当电流达到Vz时，允许电流反向流动。定义明确的Vz可以在反向偏置下持续传导电流，而不会被损坏。然后，电流增加到由串联电阻决定的最大值并稳定下来，在施加的电压范围内保持恒定。因此，齐纳二极管适合用作电压调节器。

　　齐纳二极管在正常的正向偏压范围内工作，导通电压在0.3V至0.7V之间。当反向偏压连接时，电流会反向流动，从而导致少量漏电流流过。随着反向电压增加到设定的Vz，电流流过二极管。电流增加到由串联电阻决定的最大值，然后稳定下来，在施加的电压范围内保持恒定。

　　齐纳二极管有两种击穿效应。了解这两种效应有助于理解它们的功能。首先是齐纳效应，普遍存在于5.5V以下的电压中，涉及隧道效应导致击穿。第二种是电压高于5.5V时发生的雪崩击穿或碰撞电离，这两种击穿会导致相同的行为，并且它们不需要不同的电路，但它们的温度系数不同。齐纳效应具有阳极(负)终端温度系数，而雪崩效应具有阴极(正)终端温度系数。这两种温度效应几乎等于5.5V。它们相互抵消，使得齐纳二极管的额定值约为5.5V，并且在很宽的温度要求范围内保持稳定。

　　把齐纳二极管想象成两个方向相反的并联二极管。齐纳二极管中的正向偏置电压具有1V的压降，二极管需要该压降来导通电流。正向电压被正向偏置。由于其特性，反向流动的电流被视为齐纳电压或反向偏置电压。齐纳电压的一个例子是3.3V，为了使电流流过二极管，电流必须至少保持该电压的最小值。具有可预测的电压降使得齐纳二极管不仅用作电压调节器，而且正确设置的齐纳二极管可以限制其他器件的电压。

　　反向偏置/齐纳效应：在正向偏压的相反方向上通过二极管的电压，这个特定的电压不会导致任何可检测的电流流动，将交流电流变为DC电流，并操纵其他电子信号。

　　齐纳/击穿电压(Vz)：这是导致绝缘体的一部分击穿并导电的最低电压。电压范围为2.4V至200V，最高可达1kV，而表面贴装器件的最高电压为47V。

　　电击穿：当暴露在高压下的绝缘电气材料变成电导体且电流流过时，就会发生这一过程。这也被称为电介质击穿。

　　P-接合处：两种半导体材料之间的边界或界面，一种是p型(正)，另一种是n型(负)，这两种材料都在半导体单晶内部。“p”侧包含过量的空穴，而“n”侧在“n”侧电中性原子的外壳中包含过量的电子。

　　隧道：一个纯粹的量子力学过程，其中即使入射粒子的能量低于势垒的高度，微观粒子也可以穿透势垒。

　　· 电涌抑制器：一种电气设备，也称为电涌保护器，用于保护设备免受电涌和电压尖峰的影响，同时阻止电压超过大约120V的安全阈值。

　　· 开关信号：输出信号开关装置(或OSSD)是机器安全系统中的一种电子装置，提供编码信号，当因安全事件而中断时，向机器发出关闭信号。这有助于避免在不安全的条件下操作机器的杂散信号。

　　· 参考电压：产生固定(恒定)电压的电气设备，不受设备负载、电源变化、温度变化和时间流逝的影响。

　　· 稳压器：当负载电压等于二极管的齐纳电压时，串联电阻限制通过二极管的电流。这用于在二极管导通时出现过量电压时调节电压。二极管会产生噪声，可以通过在二极管上增加一个大值去耦电容来抑制噪声。

　　· 电压转换器：当应用于带电阻的电路时，齐纳二极管充当电压转换器。该电路降低输出电压，使其等于二极管的齐纳电压。

　　利用齐纳二极管的应用示例包括包含电压的智能手机、数字万用表等电压基准器件以及作为浪涌抑制器的电源板。电子电路板包含齐纳二极管，用于转换电压、用作波形削波器以及在各种设备中切换信号，包括蓝牙技术、电视、产生无线电波的发射器等。

　　一些著名的齐纳二极管制造商包括Nexperia、Vishay、ROHM和Toshiba。这些制造商生产齐纳二极管，用于消费电子、汽车、电信、计算、工业等行业的各种电子元件。齐纳二极管是小元件，在服务于行业专业人士和日常消费者的设备中发挥着重要作用，并且在未来几年将继续如此。