一个半导体二极管有很多“职业”。它可以整流电压，解开电路，保护设备免受不当电源的影响。但是二极管有一种不太常见的“工作”，当它的单向传导特性被非常间接地使用时。正常模式为反向偏压的半导体器件称为齐纳二极管。
什么是齐纳二极管，它在哪里使用，什么是
齐纳二极管，或齐纳二极管（以第一个研究和描述这种半导体器件特性的美国科学家的名字命名），是一种具有 p-n 结的传统二极管。其特点是工作在具有负偏压特性的部分，即反向施加电压时。这种二极管用作独立的稳定器，无论负载电流的变化和输入电压的波动如何，都能保持消耗电压恒定。此外，齐纳二极管上的节点用作其他具有开发电路的稳定器的参考电压源。不太常见的是，反向二极管用作脉冲整形元件或浪涌保护器。
有传统的齐纳二极管和双阳极二极管。双阳极齐纳二极管是在一个外壳中背靠背连接的两个二极管。它可以被两个独立的设备替换，包括根据适当的方案。
齐纳二极管的伏安特性及其工作原理
要了解齐纳二极管的工作原理，有必要研究其典型的电流电压特性 (CVC)。
如果一个电压正向施加到齐纳二极管上，就像一个传统的二极管一样，那么它将表现得像一个传统的二极管。在大约 0.6 V 的电压下（对于硅器件），它将打开并进入 I-V 特性的线性部分。关于本文的主题，当施加反极性电压（特性的负分支）时，齐纳二极管的行为更有趣。首先，它的电阻会急剧增加，器件会停止通过电流。但是当达到一定的电压值时，就会出现电流的急剧增加，称为击穿。具有雪崩特性，断电后消失。如果继续增加反向电压，那么p-n结就会开始发热，进入热击穿模式。热击穿是不可逆的，意味着齐纳二极管的故障，因此您不应将二极管置于此模式。
雪崩击穿模式下半导体器件的一个有趣操作领域。其形状接近直线，陡度高。这意味着当电流 (ΔI) 发生较大变化时，齐纳二极管两端的电压降变化相对较小 (ΔU)。这就是稳定。
施加反向电压时的这种行为对于任何二极管都是典型的。但齐纳二极管的特殊之处在于它在 CVC 的这一部分中的参数是归一化的。它的稳定电压和斜率是给定的（具有一定的扩展），是决定电路中器件适用性的重要参数。您可以在参考书中找到它们。普通二极管也可以用作齐纳二极管——如果你去掉它们的 CVC 并且其中有一个合适的特性。但这是一个漫长而费力的过程，结果无法保证。
齐纳二极管的主要特点
要为现有用途选择齐纳二极管，您需要了解几个重要参数。这些特性将决定所选设备对解决任务的适用性。
额定稳压
选择齐纳二极管时需要注意的第一个参数是稳压电压，它由雪崩击穿的起点决定。首先是选择电路中使用的器件。对于普通齐纳二极管的不同实例，即使是相同类型的，电压也有百分之几的范围，对于精密的，差异较小。如果标称电压未知，可以通过组装一个简单的电路来确定。你应该准备：
- 镇流电阻 1 ... 3 kOhm;
- 可调电压源；
- 电压表（您可以使用测试仪）。
有必要从零开始提高电源电压，使用电压表控制齐纳二极管的电压增长。在某些时候，它会停止，尽管输入电压进一步增加。这是实际的稳定电压。如果没有稳压源，可以使用输出电压明显高于Ustabilization的恒定输出电压的电源。测量方案和原理保持不变。但是由于工作电流过大，半导体器件有故障的风险。
齐纳二极管用于在 2 ... 3 V 至 200 V 的电压下工作。为了形成低于此范围的稳定电压，使用了其他器件 - 在 CVC 的直接部分工作的稳定器。
工作电流范围
齐纳二极管执行其功能的电流从上方和下方受到限制。从下面看，它受到 CVC 反向分支的线性部分开始的限制。在较低电流下，该特性不提供恒定电压模式。
上限值受半导体器件能够承受的最大功耗限制，并取决于其设计。金属外壳中的齐纳二极管设计用于更大电流，但不要忘记使用散热器。没有它们，最大允许耗散功率将大大降低。
差动电阻
决定齐纳二极管工作的另一个参数是差分电阻 Rst。它被定义为电压变化 ΔU 与引起它的电流变化 ΔI 的比值。该值具有电阻的量纲，以欧姆为单位。从图形上看，这是特性工作部分的斜率的切线。显然，电阻越低，稳定质量越好。对于理想的（实际上不存在）齐纳二极管，Rst 等于 0 - 电流的任何增加都不会导致电压发生任何变化，并且 I-V 特性部分将平行于 y 轴。
齐纳二极管打标
金属外壳的国产和进口稳压二极管，标识简洁明了。它们以示意图名称的形式标有器件的名称和阳极和阴极的位置。
塑料外壳中的器件在阴极和阳极侧标有各种颜色的圆环和圆点。通过字符的颜色和组合，您可以确定设备的类型，但为此您必须查看参考书或使用计算器程序。两者都可以在 Internet 上找到。
有时对低功率齐纳二极管施加稳定电压。
齐纳二极管开关电路
用于接通齐纳二极管的主电路与串联 电阻器，它设置通过半导体器件的电流并承受过电压。这两个元素使 公约数.当输入电压变化时，齐纳二极管两端的压降保持不变，而电阻两端的压降发生变化。
这样的电路可以独立使用，称为参量稳定器。尽管输入电压或电流出现波动（在一定限度内），它仍能保持负载电压恒定。类似的块也用作需要参考电压源的辅助电路。
这种夹杂物也可用于保护敏感设备（传感器等）免受电源或测量线路中异常发生的高压（恒定或随机脉冲）的影响。任何高于半导体器件稳定电压的东西都会被“切断”。这种方案称为“齐纳屏障”。
以前，齐纳二极管“切断”电压峰值的特性被广泛用于脉冲整形电路。交流电路中使用了双阳极器件。
但随着晶体管技术的发展和集成电路的出现，这一原理已很少使用。
如果手头没有所需电压的齐纳二极管，它可以由两个组成。总稳定电压将等于两个电压之和。
重要的！ 请勿并联齐纳二极管以增加工作电流！电流电压特性的扩散会导致一个齐纳二极管的输出进入热击穿区，然后第二个将由于负载电流过大而失效。
尽管在苏联时代的技术文件中是允许的 平行 包容 齐纳二极管并联，但条件是器件必须为同一类型，并且运行期间的总实际耗散功率不应超过单个齐纳二极管的允许值。即，无法实现该条件下的工作电流的增加。
为了增加允许的负载电流，使用了另一种方案。参量稳定器辅以晶体管，得到射极跟随器，在射极电路中带负载，稳定 晶体管基极电压.
在这种情况下，稳定器的输出电压将小于 Ustabilization 的发射结电压降量 - 对于硅晶体管，约为 0.6 V。为了补偿这种下降，您可以打开一个与齐纳二极管在正向。
这样（通过打开一个或多个二极管），可以在一个小范围内向上调整稳压器的输出电压。如果您需要从根本上增加 Uout，最好再打开一个串联的齐纳二极管。
齐纳二极管在电子电路中的应用范围很广。通过有意识的选择方法，这种半导体器件将有助于解决分配给开发人员的许多问题。
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