原创 DIODE ZENER 参数

 2007-12-10 14:13  8065 8 8 分类: 工程师职场

二极管（Diode）参数及基本定义

1.1 功率半导体二极管 1.1.1 极限参数：

1. V_RRM （ Peak Repetitive Reverse Voltage ）：指二极管所能承受的重复施加的最大峰值反向电压，该峰值电压是以脉冲的形式施加在二极管上的。

2. V_RWM(Working Peak Reverse Voltage) ：二极管长期正常工作时，所允许的最高反向工作电压。若越过此值， PN 结就有被击穿的可能，对于交流电来说，最高反向工作电压也就是二极管的最高工作电压。

3. V_R(DC Blocking Voltage) ：指二极管所能承受的连续施加的最大峰值反向电压。

4. I_F(AV) （ Average Rectified Forward Current ）：在指定结温和散热条件下二极管长期运行时，允许流过的最大工频（ 50Hz 或 60Hz ，以各厂家的规格书为准）正弦半波电流的平均值。它具有负温度系数的特性。以 RHRP8120 为例的电流降额曲线如 Fig1 所示。

Fig1 Current Derating Curve

5. I_FRM (Repetitive Peak Surge Current) ：是指二极管所能承受的重复的峰值浪涌电流，它是以指定频率下的方波电流来定义的，一般测试条件为 20KHz 的 50% duty 的方波。如二极管 RHRP8120 的 I_FRM ＝ 16A (Square Wave ,20kHz) 。

6. Non-repetitive Peak Surge Current(I_FSM) ：是指二极管所能承受的非重复浪涌电流，如果施加的非重复浪涌电流的次数随 60Hz （或 50Hz ，以各厂家的规格书为准）的周期数增加时，就要进行降额使用。以二极管 FR10A07 为例的非重复浪涌电流曲线如 Fig2 所示。

Fig2 Non-repetitive Peak Surge Current Curve

Zener二极管设计原则

1.1 Zener 二极管的设计准则

Zener 二极管的设计原则如下：

1). 稳压管可进行串联使用，但不得并联使用（对数个稳压管并联时，当所加的电压超过齐纳电压时，哪怕各管子间有微小的差异，也将会引起电流大大失去平衡，电流将集中到个别管子上）。

2). 在电路的连接中，应使稳压管工作在其反向击穿状态，即工作在稳压区。

3). 设计时要充分考虑到功耗的温度转折点，对功耗和电流进行降额设计（一般规格书中提供的最大稳压电流，都是降额后的值；如果规格书中没有提供该电流值，则可以先用公式P_D/V_Z 计算出一个最大电流值，再进行降额取值）。降额取值的标准可参考军标要求如下：

一级标准：电流、功率降额等级为 0.50 ；

二级标准：电流、功率降额等级为 0.65 ；

三级标准：电流、功率降额等级为 0.80 ；

验证：以 FAIRCHILD 1N957B 稳压管为例,P_D=500mv ，V_Z = 6.8V,I_ZM=47mA；则P_D/V_Z=73.53mA ，降额标准取为二级标准，有0.65×73.53=47.8mA ，基本与给定值吻合。

4). 为了保证 Zener 的稳压效果，流过其的电流值还必须大于一个最小值 Izmin （当电流小于该值时也并不是不能稳压，只是稳压的效果比较差）。由此可求得限制 Zener 二极管电流得串联电阻值R 的大小。串联电阻的范围应满足：

(U/I_ZM)<R<(U/Izmin)

其中 U 为加在 R 上的电压，I_ZM 可由上面的方法估计得到;Izmin 可取规格书中对应最大阻抗值的测试电流值，一般取 1mA 左右。

Zener（齐纳）稳压二极管基本参数及电气特性

1.1 Zener （齐纳）稳压二极管 1.1.1 极限参数

1. P_D( DC Power Dissipation ) ：是指 Zener 二极管工作的环境温度不大于某一指定温度时的稳态最大功耗（对于外型为 DO 封装的还要指定它的引线长度及铜箔面积）。若 Zener 二极管工作的环境温度超过指定值时，其承受的最大稳态功耗要降额。以 HITACHI HZ Series 稳压管为例， P_D 随环境温度变化的关系曲线如 Fig1 所示。

Fig1 Power Dissipation VS Ambient Temperature Curve

2. ：是指稳压管的 PN 结到外界环境的热阻，单位 ⁰C /W 。

3. T_J （ Operating Junction Temperature ）：是指 Zener 二极管 PN 结正常工作的最大结温。

4. T_STG （ Storage Temperature Range ）：指 Zener 二极管储存的环境温度。

1.1.2 电气特性参数

1. Vz （ Nominal Zener Voltage ）：在指定结温下稳压管流过指定测试电流时其两端的电压值，该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致，所以该参数一般是以一个小的电压范围给出。例如， 2CW51 型稳压管的 Vzmin 为 3.0V ， Vzmax 则为 3.6V 。以 HITACHI HZ Series 稳压管为例，稳定电压 Vz 与测试电流 Iz 之间的关系曲线如 Fig2 所示。

Fig2 Zener Current VS Zener Voltage

2. I_ZM(Max Zener Current) ：指流过稳压管的最大稳压电流值，使用时不应超过，否则管子将因过热而损坏。注意：规格书中一般给出的最大稳压电流值都是经过降额设计后的值，它一般是不等同于P_D/V_L 的值。

3. Rz ( 动态电阻 ) ：稳压管的动态电阻也称为交流电阻，等于稳压管两端的电压增量与流过稳压管的电流增量之比。 Datasheet 里给出的动态电阻是在给定的测试电流点上施加一个很小的交流扰动时测得的。该值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。例如， 2CW7C 稳压管的工作电流为 5mA 时， Rz 为 18Ω ；工作电流为 10mA 时， Rz 为 8Ω ；为 20mA 时， Rz 为 2Ω ；工作电流 >20mA 则基本维持此数值。

4. y_z( 齐纳电压温度系数 ) ：是指齐纳击穿电压随温度变化的关系。例如 HITACHI HZ Series 稳压管的y_z 与 Vz 的关系曲线如 Fig3 所示。反向工作时，一般以 5 ～ 6V 为分界，当额定稳压值在 5 ～ 6V 以下时，y_z为负的温度系数；当额定稳压值在 5 ～ 6V 以上时y_z为正的温度系数。在数值上y_z 可以使用式子