稳压二极管,稳压二极管是怎么稳压的?

通常需要串联一只限流电阻稳压二极管,通过测量稳压二极管两端的电压再和供电电压比较即可判断。如果稳压二极管两端的电压明显低于电源电压,则表明稳压二极管有电流通过,稳压二极管处于稳压状态。 稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多,反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。 但是,当反向电压临近反向电压的临界值时,反向电流骤然增大,称为击穿,在这一临界击穿点上,反向电阻骤然降至很小值。

在稳压管稳压电路中,由于负载与电压调整器件——稳压管为并联关系,故这种稳压电路属于并联型稳压电路,为了保证负载两端电压的稳定,稳压管自身需要消耗较大的电流,其效率较低,一般只用于负载电流较小的稳压电路中。下面我们先来介绍一下稳压管稳压电路中,稳压管为何会消耗较大的电流,同时再介绍一款自身耗电只有几μA的CMOS稳压电路。

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▲ 稳压管稳压电路的稳压原理

稳压二极管,稳压二极管是怎么稳压的?

上图是一个简单的稳压管稳压电路,R为稳压管的限流电阻,RL为负载电阻。IR为稳压管稳压电路的总工作电流,IDZ为流过稳压管的电流,IL为负载电流。这个电路之所以可以使负载两端电压保持稳定,靠的就是稳压管的调整作用。

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这个稳压电路在正常工作时,若负载电流IL增大,则流过稳压管的电流IDZ由于稳压管的自动调整作用而减小,这样流过R的电流IR基本不变,稳压管两端的电压也就基本稳定不变。若输入电压升高导致稳压管两端的电压升高时,稳压管的内阻将变小,使流过R的电流IR增大,这样靠稳压管的自动调整作用便可保证其两端电压的稳定。

由于稳压管正常工作时,要求有一定的电流(对于小功率的稳压管,此电流一般取5~10mA即可)流过稳压管才能保证其正常工作,即使负载电流只有几mA,稳压管自身也要消耗mA级的电流才能稳定负载两端的电压,故稳压管稳压电路的效率较低。

▲ 微功耗CMOS稳压电路

对于用电池供电的便携式电子产品,为了降低耗电,一般都采用微功耗的CMOS稳压IC来稳定负载电压。譬如上图所示的3.3V稳压电路,采用微功耗CMOS稳压器件7533设计,整个稳压电路在空载时消耗的电流只有2μA(典型值)左右,功耗比稳压管构成的3.3V稳压电路小得多。

▲ TO-92封装的7533微功耗稳压IC

7533的外形封装一般有两种,TO-92封装和SOT-89封装。其最高输入电压为15V,输出电压为3.3V,但可以通过外接电阻来调节输出电压,其输出电流典型值为100mA,并且可以通过外接三极管扩流。

稳压二极管通常是工作在反向击穿状态。 稳压二极管的正向特性和普通二极管差不多。 其反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。但是,当反向电压临近反向电压的临界值时,反向电流骤然增大,称为击穿,在这一临界击穿点上,反向电阻骤然降至很小值。 尽管电流在很大的范围内变化,而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近,从而实现了二极管的稳压功能。下图为稳压二极管的伏安特性曲线

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