一.穩(wěn)壓二極管原理及特性
一般三極管都是正向?qū)?,反向截止;加在二極管 上的反向電壓、如果超過二極管的承受能力,二極管就要擊穿損毀。但是有一種二極管,它的正向特性與普通二極管相同,而反向特性卻比較特殊:當(dāng)反向電壓加到 一定程度時,雖然管子呈現(xiàn)擊穿狀態(tài),通過較大電流,卻不損毀,并且這種現(xiàn)象的重復(fù)性很好;反過來著,只要管子處在擊穿狀態(tài),盡管流過管子的電在變化很大, 而管子兩端的電壓卻變化極小起到穩(wěn)壓作用。這種特殊的二極管叫穩(wěn)壓管。
穩(wěn)壓管的型號有2CW、2DW 等系列,它的電路符號如圖5-17所示。
穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓特性,可用圖5一18所示伏安特性 曲線很清楚地表示出來。
穩(wěn)壓管是利用反向擊多區(qū)的穩(wěn)壓特性進行工作的, 因此、穩(wěn)壓管在電路中要反向連接。穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓稱為穩(wěn)定電壓、不同類型穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓也不一樣,某一型號的穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值固定在口定范圍。例 如:2CW11的穩(wěn)壓值是3.2伏到4.5伏,其中某一只管子的穩(wěn)壓值可能是3.5伏,另一只管子則可能是4,2伏。
在實際應(yīng)用中,如果選擇不到穩(wěn)壓值符合需要的穩(wěn)壓 管,可以選用穩(wěn)壓值較低的穩(wěn)壓管,然后串聯(lián)一辦或幾只硅二極管“枕墊”,把穩(wěn)定電壓提高到所需數(shù)值。這是利用硅二極管的正向壓降為0.6~0.7伏的特點 來進行穩(wěn)壓的。因此,二極管在電路中必須正向連接,這是與穩(wěn)壓管不同的。
穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的好壞,可以用它的動態(tài)電阻r來 表示:
顯然,對于同樣的電流變化量ΔI,穩(wěn)壓管兩端的 電壓變化量ΔU越小,動態(tài)電阻越小,穩(wěn)壓管性能就越好。
穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻是隨工作電流變化的,工作電流 越大。動態(tài)電阻越小。因此,為使穩(wěn)壓效果好,工作電流要選得合。工作電流選得大些,可以減小動態(tài)電阻,但不能超過管子的最大允許電流(或最大耗散功率)。 各種型號管子的工作電流和最大允許電流,可以從手冊中查到。
穩(wěn)壓管的穩(wěn)定性能受溫度影響,當(dāng)溫度變化時,它 的穩(wěn)定電壓也要發(fā)生變化,常用穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)來表示這種性能例如2CW19型穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uw= 12伏,溫度系數(shù)為0.095%℃ ,說明溫度每升高1℃,其穩(wěn)定電壓升高11.4毫伏。為提高電路的穩(wěn)定性能,往往采用適當(dāng)?shù)臏囟妊a償措施。在穩(wěn)定性能要求很高時,需使用具有溫度補償?shù)姆€(wěn) 壓,如2DW7A、2DW7W、2DW7C 等。
二. 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路圖
由硅穩(wěn)壓管組成的簡單穩(wěn)壓電路如圖5- l9(a)所示。硅穩(wěn)壓管DW與負載Rfz,并聯(lián),R1為限流電阻。
這 個電路是怎樣進行穩(wěn)壓的呢?
若電網(wǎng)電壓升高,整流電路的輸出電壓Usr也隨之升高,引起負載電壓Usc 升高。由于穩(wěn)壓管DW與負載Rfz并聯(lián),Usc 只要有根少一點增長,就會使流過穩(wěn)壓管的電流急劇增加,使得I1也增大,限流電阻R1上的電壓降增大,從而抵消了Usr的升高,保持負載電壓Usc 基本不變。反之,若電網(wǎng)電壓降低,引起Usr下降,造成Usc 也下降,則穩(wěn)壓管中的電流急劇減小,使得I1減小,R1上的壓降也減小,從而抵消了Usr的下降,保持負載電壓Usc 基本不變。
若Usr 不變而負載電流增加,則R1上的壓降增加,造成負載電壓Usc 下降。Usc 只要下降一點點,穩(wěn)壓管中的電流就迅速減小,使R1上的壓降再減小下來,從而保持R1上的壓降基本不變,使負載電壓Usc 得以穩(wěn)定。
綜上所述可以看出,穩(wěn)壓管起著電流的自動調(diào)節(jié)作 用,而限流電阻起著電壓調(diào)整作用。穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻越小,限流電阻越大,輸出電壓的穩(wěn)定性越好。
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