齊納二極管是什么
齊納二極管又叫穩(wěn)壓二極管，二極管由管芯、管殼和兩個電極構成。管芯就是一個PN結，在PN結的兩端各引出一個引線，并用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼，就構成了晶體二極管，如下圖所示。P區(qū)的引出的電極稱為正極或陽極，N區(qū)的引出的電極稱為負極或陰極。
一、齊納二極管的工作原理
齊納二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很少的數值，在這個低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定，穩(wěn)壓二極管是根據擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準元件使用。其伏安特性，穩(wěn)壓二極管可以串聯起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯就可獲得更多的穩(wěn)定電壓。
在通常情況下，反向偏置的PN結中只有一個很小的電流。這個漏電流一直保持一個常數，直到反向電壓超過某個特定的值，超過這個值之后PN結突然開始有大電流導通。這個突然的意義重大的反向導通就是反向擊穿，如果沒有一些外在的措施來限制電流的話，它可能導致器件的損壞。反向擊穿通常設置了固態(tài)器件的最大工作電壓。然而，如果采取適當的預防措施來限制電流的話，反向擊穿的結能作為一個非常穩(wěn)定的參考電壓。
導致反向擊穿的一個機制是avalanche multiplication.考慮一個反向偏置的PN結。耗盡區(qū)隨著偏置上升而加寬，但還不夠快到阻止電場的加強。強大的電場加速了一些載流子以非常高的速度穿過耗盡區(qū)。當這些載流子碰撞到晶體中的原子時，他們撞擊松的價電子且產生了額外的載流子。因為一個載流子能通過撞擊來產生額外的成千上外的載流子就好像一個雪球能產生一場雪崩一樣，所以這個過程叫avalanche multiplication。
反向擊穿的另一個機制是tunneling.Tunneling是一種量子機制過程，它能使粒子在不管有任何障礙存在時都能移動一小段距離。如果耗盡區(qū)足夠薄，那么載流子就能靠tunneling跳躍過去。Tunneling電流主要取決于耗盡區(qū)寬度和結上的電壓差。Tunneling引起的反向擊穿稱為齊納擊穿。
結的反向擊穿電壓取決于耗盡區(qū)的寬度。耗盡區(qū)越寬需要越高的擊穿電壓。就如先前討論的一樣，摻雜的越輕，耗盡區(qū)越寬，擊穿電壓越高。當擊穿電壓低于5伏時，耗盡區(qū)太薄了，主要是齊納擊穿。當擊穿電壓高于5伏時，主要是雪崩擊穿。設計出的主要工作于反向導通的狀態(tài)的PN二極管根據占主導地位的工作機制分別稱為齊納二極管或雪崩二極管。齊納二極管的擊穿電壓低于5伏，而雪崩二極管的擊穿電壓高于5伏。通常工程師們不管他們的工作原理都把他們稱為齊納管。因此主要靠雪崩擊穿工作的7V齊納管可能會使人迷惑不解。
實際上，結的擊穿電壓不僅和它的摻雜特性有關還和它的幾何形狀有關。以上討論分析了一種由兩種均勻摻雜的半導體區(qū)域在一個平面相交的平面結。盡管有些真正的結近似這種理想情況，大多數結是彎曲的。曲率加強了電場，降低了擊穿電壓。曲率半徑越小，擊穿電壓越低。這個效應對薄結的擊穿電壓由很大的影響。大多數肖特基二極管在金屬-硅交界面邊緣有一個很明顯的斷層。電場強化能極大的降低肖特基二極管的測量擊穿電壓，除非有特別的措施能削弱Schottky barrier邊緣的電場。
二、齊納二極管（穩(wěn)壓二極管）的應用
1、浪涌保護電路：穩(wěn)壓管在準確的電壓下擊穿，這就使得它可作為 限制或保護之元件來使用，因為各種電壓的穩(wěn)壓二極管都可以得到，故對于這種應用特別適宜.圖中的穩(wěn)壓二極管D是作為過壓保護器件.只要電源電壓VS超過二 極管的穩(wěn)壓值D就導通，使繼電器J吸合負載RL就與電源分開。
2、電視機里的過壓保護電路：EC是電視機主供電壓，當EC電壓過高時，D導通，三極管BG導通，其集電極電位將由原來的高電平（5V）變?yōu)榈碗娖剑ㄟ^待機控制線的控制使電視機進入待機保護狀態(tài)。
3、電弧抑制電路：在電感線圈上并聯接入一只合適的穩(wěn)壓二極管（也可接入一只普通二極管原理一樣）的話，當線圈在導通狀態(tài)切斷時，由于其電磁能釋放所產 生的高壓就被二極管所吸收，所以當開關斷開時，開關的電弧也就被消除了。這個應用電路在工業(yè)上用得比較多，如一些較大功率的電磁吸控制電路就用到它。
4、串聯型穩(wěn)壓電路：在此電路中，串聯穩(wěn)壓管，BG的基極被穩(wěn)壓二極管D鉗定在13V，那么其發(fā)射極就輸出恒定的12V電壓了.這個電路在很多場合下都有應用。
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