穩(wěn)壓管的特征和參數

一 穩(wěn)壓管特征

穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后，在一定反向電流范圍內，其兩端的反向電壓基本保持不變。這樣，當把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓或者負載電流發(fā)生波動，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，穩(wěn)壓管兩端的電壓將基本保持不變。

工作過程：在反向電壓較低時，穩(wěn)壓二極管處于截止狀態(tài)。反向電壓達到一定數值時，反向電流突然增大并進入擊穿區(qū)，反向電流此時變化時，穩(wěn)壓管兩端的反向電壓保持基本不變。當反向電流增大到一定數值時，管子被徹底擊穿而損壞。

穩(wěn)壓管是將輸入端的高電壓轉換成電流，流過自身。我感覺就像能量守恒，能量都被落在穩(wěn)壓管上了。

故障特點：穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這3種故障中，前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高；后2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。

二 參數

VRM: Stand off voltage 二極管還沒有反壓導通（即還沒有開始穩(wěn)壓）時的電壓。此時二極管相當于開路，主要關注反向漏電流。

VBR：Breakdown voltage擊穿電壓。有些文檔稱其為Uz。在規(guī)定電流下穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓。當加在二極管端的電壓超過這個電壓時，二極管迅速進入導通狀態(tài)。此電壓隨工作電流和溫度的不同而略有變化。對于同一型號的穩(wěn)壓管來說，穩(wěn)壓值有一定的離散性。但對一只具體的管子，應該是確定值。

VC：clamping voltage。它通常和Ipp一起被提起，是二極管在瞬間最大電流沖擊時，將二極管兩端電壓鉗位在這個電壓值。

IR: 二極管反向漏電流。它通常和VRM一起被提起。是二極管反向還沒導通時的漏電流。通常都是uA級別。

IT：當二極管剛剛穩(wěn)壓工作時，通過二極管的電流。

IPP：當二極管穩(wěn)壓工作時，二極管可以承受的最大電流。我估計超過此電流，二極管可能會被損壞。IZ：穩(wěn)定電流。就是指IT~IPP這個區(qū)間的電流值。是穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)時的參考電流值。它通常有一定的范圍，即Izmin——Izmax。一方面：電流低于Izmin時穩(wěn)壓效果變壞，甚至根本不穩(wěn)壓。另一方面：只要不超過穩(wěn)壓管的額定功率，電流越大，穩(wěn)壓效果越好。當Iz太大時，二極管有可能過熱燒毀。下面額定功率項有解釋。Pz：額定功率。工作電流越大，動態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好，但是最大工作電流受到額定功耗Pz的限制，超過PZ將會使穩(wěn)壓管損壞。

Pz=Uz*Izmax
選擇穩(wěn)壓管時應注意：流過穩(wěn)壓管的電流Iz不能過大，應使Iz≤Izmax，否則會超過穩(wěn)壓管的允許功耗，Iz也不能太小，應使Iz≥Izmin，否則不能穩(wěn)定輸出電壓，這樣使輸入電壓和負載電流的變化范圍都受到一定限制。有些電路中會串聯(lián)一個R來限制電流，從而保證穩(wěn)壓管正常工作。

RZ：動態(tài)電阻。它是穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值，它對電壓的穩(wěn)定性有很大的影響，如下右圖的穩(wěn)壓管等效模型，可以看到如果△Z非常小，。這個數值隨工作電流的不同而改變。如下公式：動態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好。

另外：Rz隨電壓值不同，呈現(xiàn)出很大差異。如下圖，這顆穩(wěn)壓管在7~8V時RZ最小，其他電壓下RZ都很大。同時也可以看到流過的Iz不同，穩(wěn)壓性能也有差異。

電壓溫度系數：它是用來說明穩(wěn)定電壓值受溫度變化影響的系數。不同型號的穩(wěn)壓管有不同的穩(wěn)定電壓的溫度系數，且有正負之分。穩(wěn)壓值低于4v的穩(wěn)壓管，穩(wěn)定電壓的溫度系數為負值；穩(wěn)壓值高于6v的穩(wěn)壓管，其穩(wěn)定電壓的溫度系數為正值；介于4V和6V之間的，可能為正，也可能為負。在要求高的場合，可以用兩個溫度系數相反的管子串聯(lián)進行補償(如2DW7)。

三 穩(wěn)壓管模型

四 穩(wěn)壓管和TVS的區(qū)別

TVS二極管和穩(wěn)壓二極管在電路都是反向接入，也就是利用它的反向特性，利用PN結雪崩效應，在反向擊穿前均有一個臨界電壓，在反向接入電路都具有穩(wěn)壓作用。

不同點是： 穩(wěn)壓二極管利用的是把輸入電壓固定在某個數值 ，而TVS二極管主要是防止瞬態(tài)高壓對后級電路進行破壞；

穩(wěn)壓管的擊穿電流比TVS小不少。穩(wěn)壓二極管的功率一般不是很大，常見的穩(wěn)壓二極管有1W、2W等，它的功率由它所允許的溫升決定，實際是穩(wěn)定電壓與電流的乘積，例如對于穩(wěn)壓二極管1N4742A，它的功率最大只有1W，穩(wěn)壓值是12V，那么通過它的電流一般不能超過80mA，要不然管子會發(fā)熱的厲害；對于TVS二極管，它講究的是瞬時脈沖功率，這個功率值很高，能達到上千瓦，只是這個時間值維持很小。

穩(wěn)壓二極管一般不會講響應時間，更多的是關注穩(wěn)壓值。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓精度比TVS高。對于TVS管，它的特性決定著它更關注響應時間，TVS二極管具有瞬態(tài)抑制高能量作用，因此要求在較短時間內把較高能量瞬間吸收，因此這個時間很短。