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齐纳二极管怎么用?原理+参数一清二楚,新手也能看懂
最近修电脑电源发现一个神奇元件,叫齐纳二极管。别看它跟普通二极管长得像,但能反向导电,专门用来稳住电压,防止设备被烧坏。今天把它的来龙去脉说清楚,全是实打实的经验。
这东西主要比普通二极管掺杂多,PN结特薄。正向导通跟普通二极管一样,反向加到特定电压就导通。比如标着5V的,电压超过5V就会让电流流回去,帮电路限个最高值。这特性让它成了稳压、保护电路的常用品。

齐纳分两种击穿模式,5V以下的叫齐纳击穿,靠内部电场让电子跑出来;超过5V的算雪崩击穿,高速电子撞出更多电荷。两种方式都能让电压固定,但温度影响不同。低电压的齐纳随温度升压降,高压的雪崩会升压,用的时候得留意。
买齐纳二极管要看几个参数。标称电压VZ是关键,比如6.8V的,到这个电压就开始导通。最大电流Iz_max和最小电流Iz_min必须看清楚,电流低于最小值就失灵,超过最大值会烧掉。额定功率Pz是它能吃住的最大功率,选的时候得算好。

用起来最简单的是稳压电路。拿个电阻串在前面限流,齐纳二极管反向接,设定参考电压。比如要6V输出,选6.8V的齐纳,算好电阻阻值就行。但实际用发现负载变化大会波动,后来加了个射极跟随器缓冲,电流更稳定了。
过压保护也常用。比如给锂电池充电,电压冲到4.2V就让齐纳导通,触发保护电路断开电源。或者用两个齐纳对地,把交流电里的峰值削掉,防止后级器件被浪涌击穿。之前修电视时发现,没装限幅的显像管容易被高压打坏,加个齐纳问题就解决了。

选齐纳有个小技巧。做5V电路尽量选5.6V的,温度影响小。千万别贪便宜买容差大的,±10%的误差可能直接导致保护失效。手册上写的漏电流别忽视,电压没到设定值时也有微弱电流,太大会耗电。
最近遇到个故障案例,有人用大功率齐纳当普通二极管正向用,结果过热烧糊了。其实齐纳设计是反向工作的,正向压降也差不多0.7V,但长期大电流会损坏。还有小电流应用,一定要保证流过它的电流别低于最小值,否则稳压功能根本启动不了。

电路设计时最好给齐纳留散热空间,特别是大功率的。有次把1W的二极管焊在密闭盒子里,温度上来后电压飘得厉害。改成带散热片的封装后,稳定性好多了。参数表里的结温范围要记清楚,别超了寿命会骤降。
用齐纳时千万别省事。该算电阻就认真算,随便估个数容易出大问题。手册上的测试电流IZ是标称电压的基准条件,实际电流偏离太多会影响表现。比如标称5V在10mA测的,用在20mA环境可能电压会偏移。

齐纳二极管就是这么个东西,看似简单但用好了能救命。买回来先量量电压确认没问题,用到关键节点时记得加保护电阻。搞电子的都该备些常用型号,应急时候真能省不少事。
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