齐纳二极管

齐纳二极管( zener diodes)的主要作用就是当作一种电压调整器，QLCO-A146提供稳定的参考电压，可应用在电源供应器、电压表与其他的仪器中。在本节中，你将会学习到齐纳二极管在适当的工作条件下，如何维持一个接近定值的直流电压。你将会学习到如何正确使用齐纳二极管的条件和限制，以及影响效能的一些因素。
    在学完本节后，你应该能够：说明齐纳二极管的特性和分析它的工作原理；根据符号来辨识齐纳二极管；参与讨论累增击穿(avalanche breakdown)和齐纳击穿(Zener break-down)；分析齐纳二极管的特性(V-I)曲线；参与讨论齐纳二极管的等效电路；定义温度系数并应用到齐纳二极管的分析；参与讨论齐纳二极管的功率消耗和功率额降；诠释齐纳二极管的特性参数表。
    齐纳二极管的符号如图3.1所示。齐纳二极管(Zener diode)是一种硅pn结元件，它和整流二极管不同，因为它是设计用于反向击穿区( reverse-breakdown region)。齐纳二极管的击穿电压，可在生产制造时仔细控制掺杂的程度加以设定。其伏安的特性曲线我们再一次显示于图3.2，一般整流二极管和齐纳二极管的工作区域，是以阴影区域表示。假如齐纳二极管处于正向偏压，它就如同整流二极管一般。

     4. 温度系数
    温度系数( temperature coefficient)是指对每摄氏温度的改变，所造成稳定电压的变动百分比。例如，一个12V的齐纳二极管有一个正温度系数0.Ol%/℃，当接面温度上升一摄氏度时，稳定电压会上升1.2mV。依据提供的温度系数，接面温度的变动量，则稳定电压的变动量可由下式计算出来：   △Vz=Vz×TC×△T    (3.2)
其中，Vz是在25℃时的指定稳定电压，而TC是温度系数，△T是温度的变动量。正值的TC意指当温度增加时，稳定电压也增加，或者温度降低时，稳定电压也随着降低。负值的意指当温度增加时，稳定电压降低，或者温度降低时，稳定电压反而增加。
    在某些情况下，温度系数是以mV/℃表示，而不以%/℃表示。在这些情况下，计算如下：                    △Vz= TC×△T    (3.3)
   5.齐纳二极管的功率消耗与额降
    齐纳二极管设计是以最大功率工作，称之为最大直流功率消耗。例如，1N746齐纳二极管的PD(max)=500mW，而1N3305A的PD(max)等于50W。此直流功率消耗可用下面公式求得                    PD=VzIz
    齐纳二极管的最大功率消耗通常是定义在等于或小于某个温度（例如50℃）。当高于此温度时，最大功率消耗会随着降额因子而减低。降额因子是用mW/℃表示。最大降额功率可用下列公式计算：      PD(derated)一PD(max) -(mW/℃)△T    (3.4)
    6.齐纳二极管参数表信息
    参数表上有关齐纳二极管（或是任何种类的电子元器件）的数量与种类的数据，皆不尽相同。对某些齐纳二极管，可从资料表上发现比其他的齐纳二极管更多的资料。图3.7提供一个例题，其中有你曾学过的类别参数，也可在一般标准参数表中找到，但是这份参数表并不完整。这份资料是有关1N4728.1N4764齐纳二极管系列。
    (1)电特性
    图3.7(a)是有关电特性( electrical  characteristics)的表格，第一栏是齐纳二极管的型号。大部分的元件参数表都有这项特性数据。齐纳电压(Zener voltage)财于每个齐纳二极管的型号，在每个指定的齐纳测试电流，相对的齐纳电压则列在第二栏。Vz的标示值会随着误差不同而改变。例如，1N4738的标示值是8.2V。误差为10%时，此值可从7.38V变动到9.02V。
    齐纳测试电流(Zener test current)稳定电流IZT的单位是毫安，此电流是在表示的稳定电压下的测出值，其值列在图3.7(a)表格的第三栏。
    齐纳阻抗(Zener impedance)是在稳定测试电流，所测得的动态阻抗的欧[姆]值。每种齐纳二极管的ZZT值列在第四栏。动态这个名词表示它是交流数值，就是对于特定电流的变动量所造成的电压变化量ZZT=△Vz/△Iz。你不能用直流的VZ和IZT来计算。这个表格也包含了Zzk，这是在电流等于膝点电流IZK时，所测的阻抗。