稳压二极管(zener diode)工作在反向击穿状态,它的工作电流在很大范围内变化而其两端的电压基本不变。

数据手册符号解释:

  • VZ:标称稳定电压(Nominal Zener Voltage)
  • IZ:稳压二极管工作电流(Zener Current),稳压二极管反向击穿后,流过稳压管的电流,需要限流。
    数据手册中通常不会标注 IZ,因为这是范围值,数据手册通常会给出以下三个电流:

    • IZK:拐点电流(Knee Point Current),能够使稳压二极管进入稳压状态的最小电流
    • IZM:最大工作电流(Maximum Zener Current)
    • IZT:测试电流(Test Current),数据手册中给出的稳定电压 VZ 通常是在工作电流为 IZT这个条件下测得的。
  • IR :反向漏电流(Reverse Leakage Current)
  • ZZ:动态阻抗(Zener Impedance),相当于稳压二极管的输出内阻,越小越好。该值随稳压二极管的工作电流 IZ 不同而不同,通常工作电流 IZ 越大,ZZ 越小。
    数据手册通常不会给出 ZZ ,因为这个值也是一个范围值,数据手册通常会给出以下两个阻抗值:

    • ZZT:在测试电流 IZT 条件下的阻抗
    • ZZK:在拐点电流 IZK 条件下的阻抗

下面给出一款稳压二极管数据手册的电气特性部分:

可以看出标称稳定电压(VZ)越低,其泄漏电流 IR 越大。对于标称电压低于 6V 的稳压管,其电压低,PN 节薄,击穿方式是齐纳击穿,很少电压就产生很大的 IR ,伏安特性曲线中的拐点部分比较缓慢;一般大于 6V 的稳压管,PN 节厚,击穿方式是雪崩能量击穿,需要达到一定的雪崩能量才急剧崩溃,所以在拐点之前的电压产生的 IR 很小,伏安特性曲线的拐点部分很陡峭。

下面是安森美 MMSZ52xxxT1G 系列数据手册中的符号解释和伏安特性曲线:

这里的 VR 是指加载到稳压管的反向电压,其电压值小于稳定电压 VZ不同的 VR 对应出不同的泄漏电流 IR ,而电气特性表中一般只会给出特定 VR 对应出不同的泄漏电流 IR ,比如稳压管 1N4734A ,在 VR = 2V 时,泄漏电流 IR 最大为 10uA。

而在现实应用中,实际 VR 可能根据应用的不同而不同,此时泄漏电流 IR 如何获取?
很难获取。
原因在于在此过程中泄漏电流根本不受控制,具有随机性,所以厂家一般不会附带 VR - IR 曲线,只要器件在测试中达到典型值,就可以定为合格。比如同一厂家不同批次的 1N4734A ,在 VR = 5V 时,其泄漏电流相差 8 ~ 9 倍(260uA vs 35uA);但是在标称 VR = 2V 时,漏电流都远小于标称的 10uA 。
所以在设计电路时,如果选择了 6V 以下的稳压二极管,其泄漏电流需要极其小心,特别是 VR 接近 VZ 时,推荐按照拐点电流 IZK 值来代替 IR,以便在大批量生产中保持设备的可靠性。

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