01 稳压二极管
一、动态电阻
稳压二极管利用其反向击穿时电流急剧上升的特性来实现稳压功能。在这种情况下,稳压二极管表现出的动态电阻 Rz 很小,即增加的电压除以增加的电流的比值较小。这样一来,外部电压的波动对稳压二极管的两端电压影响较小。
1. 电流曲线
手头有两款刚购买的稳压二极管,它们的特性如下:
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2CS4742A基本特性:
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击穿电压:12V -
动态电阻:9Ω -
功耗:0.5W
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1N5349B基本特性:
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击穿电压:12V -
动态电阻:2.5Ω -
功耗:5W
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为了测量稳压二极管的基本特性,可以使用下面的电路进行测量。通过一个数字可编程直流电源提供直流电压,将其施加在电阻 R1 与待测二极管 D1 串联电路上。利用测量电阻 R1 上的电压可以获得稳压二极管流过的电流。这样就可以得到稳压二极管的电压和电流之间的关系曲线。
▲ 图1.1.1 测量稳压二极管的电流-电压特性
下面是两个稳压二极管实际测量得到的电压电流曲线。可以看到这两个二极管的反向击穿电压基本上都是 12V 左右,但他们在击穿后表现的动态电阻相差很大。2CW4742A的动态电阻大约是49欧姆,1N5349B的动态电阻大约是7.4欧姆。
▲ 图1.1.2 2CW4742A 稳压二极管电压电流曲线
▲ 图1.1.3 1N5349B 稳压二极管电压电流曲线
这就出现了一个问题:**为什么实际测量出的动态电阻比他们数据手册中的数值大呢?
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2、使用SmartTweezer测量
SmartTweezer 是一款手持 LCR 表,可以测量小型器件的电阻、电容、电感量以及对应的品质因数等参数。
由于被测稳压二极管两端, 具有12V左右的直流电压。 所以需要通过一个隔直电容进行测试。 在10kHz测量频率下, 选择隔直电容为1uF。 为了验证验证测量效果,现在直接通过隔直电容测量一个22欧姆的电阻。结果显示是正确的。
▲ 图1.1.4 利用SmartTweezer测量稳压二极管的动态电阻
通过SmartTweezer, 测量5W稳压二极管的动态电阻为2欧姆, 0.5W的稳压二极管动态电阻大约12欧姆。 对比一下它们数据手册的结果, 可以看到测量值已经与 它们数据手册给出的数值接近了。
这说明了利用smarttweezer, 测量动态电阻的精度, 要比直接通过VA曲线估计值更加准确。
二、温度特性
稳压二极管工作时,温度会升高。这个过程将会对稳压二极管的电压有什么影响呢?这里使用打火机加热稳压二极管。可以看到它的电压在升高。 更换5W的稳压二极管,可以看到温度升高,同样也使得稳压电压升高。
▲ 图1.2.1 观察稳压二极管温度对击穿电压的影响
※ 总 结 ※
在利用稳压二极管的过程中,需要关注到它的动态电阻和温度特性。选择动态电阻小的稳压二极管可以提高稳压的精度。稳压二极管的功耗反映了它上面最大允许消耗的电功率,功率大的二极管所对应的温升一般也小,稳压数值更加的稳定。
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