提供參考電壓的簡(jiǎn)單齊納二極管電路
最基本的穩(wěn)壓二極管電路由一個(gè)穩(wěn)壓二極管和一個(gè)電阻組成。齊納二極管提供參考電壓，但必須使用串聯(lián)電阻以限制流入二極管的電流，否則會(huì)有大量電流流過(guò)二極管，并且二極管可能會(huì)被破壞。
齊納二極管電路中的電阻值應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算，以給出所用電源電壓所需的電流值。通常，大多數(shù)低功率引線的齊納二極管的最大功耗為400 mW。理想情況下，電路的功耗應(yīng)設(shè)計(jì)為小于該值的一半，但為使芯片正常工作，進(jìn)入齊納二極管的電流不應(yīng)低于5 mA左右，否則電流調(diào)節(jié)不正確。具體的值需要參考實(shí)際型號(hào)的規(guī)格書(shū)。
基本基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓二極管電路
電路設(shè)計(jì)實(shí)例
以齊納二極管電路為例，該穩(wěn)壓器電路從12伏的輸入電源中提供消耗2mA電流輸出穩(wěn)定的5.1V電壓。可以使用以下簡(jiǎn)單步驟來(lái)計(jì)算所需的電阻器：
計(jì)算串聯(lián)電阻兩端的電壓差:
12-5.1 = 6.9V
流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流為15 mA。該電流值的選定需參考選定穩(wěn)壓二極管的規(guī)格書(shū)，規(guī)格書(shū)內(nèi)有設(shè)計(jì)范圍值。
計(jì)算齊納二極管的功耗。當(dāng)電流為15 mA時(shí)，整個(gè)管子的功耗為：
15 mA x 5.1V= 76.5mW
功耗在二極管的最大限制內(nèi).
確定通過(guò)串聯(lián)電阻的電流。齊納二極管為15 mA，負(fù)載為2 mA（依據(jù)實(shí)際負(fù)載而定），即17 mA。
確定串聯(lián)電阻的值。使用歐姆定律，可以通過(guò)其兩端的壓降和通過(guò)它的總電流來(lái)計(jì)算：
6.9 / 17 mA = 0.405歐姆
選定相近的電阻值是390歐姆。
確定串聯(lián)電阻的功率。可以使用通過(guò)電阻的電流值和之前計(jì)算出的電阻值來(lái)確定：
P=V x I = 6.9V x 17mA = 117毫瓦
所以選擇一個(gè)四分之一瓦的電阻應(yīng)該足夠了。
齊納二極管電路應(yīng)用技巧
用發(fā)射極或源極跟隨器的齊納二極管電路： 為了使齊納二極管的電壓盡可能穩(wěn)定，流過(guò)齊納二極管的電流必須保持恒定。負(fù)載汲取的電流的任何變化都必須最小化，因?yàn)檫@些變化會(huì)改變流過(guò)齊納二極管的電流并引起輕微的電壓變化。通過(guò)使用發(fā)射極跟隨器電路級(jí)來(lái)減小從齊納二極管電路獲取的電流，從而減小負(fù)載所引起的變化。
用恒流源驅(qū)動(dòng)以獲得最佳穩(wěn)定性： 改善齊納二極管穩(wěn)定性的另一種方法是使用良好的恒流源。僅使用電阻器的簡(jiǎn)單電路就可以滿足許多應(yīng)用的需要，但是采用電流源可以改善電路性能，因?yàn)閹缀蹩梢员３蛛娏骱愣ǎ瑥亩ＷC輸出電壓的恒定。
確保有足夠的電流進(jìn)行反向擊穿： 必須確保有足夠的電流流過(guò)二極管，以確保其保持反向擊穿狀態(tài)。對(duì)于典型的400 mW器件，必須保持約5 mA的電流。有關(guān)最小電流的準(zhǔn)確值，請(qǐng)參考特定器件的規(guī)格書(shū)。如果未提供此最小電流，則二極管將無(wú)法正常導(dǎo)通，并且整個(gè)電路將無(wú)法運(yùn)行。
確保不超過(guò)齊納二極管的最大電流限制： 雖然必須確保有足夠的電流流過(guò)齊納二極管，但不得超過(guò)最大限制。
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