齊納二極管的概念

齊納二極管（Zener diode）是一種特殊的二極管，也被稱為金屬-氧化物-半導(dǎo)體（MOS）二極管或穩(wěn)壓二極管。它由金屬電極、氧化物絕緣層和半導(dǎo)體材料組成，具有非常低的反向電流漏泄和較高的反向電壓容忍能力。齊納二極管的反向電壓容忍能力通常在幾十伏至數(shù)百伏之間，遠高于普通二極管。

齊納二極管的主要特點是，當反向電壓增加到一定程度（即齊納電壓）時，反向電流會急劇增加，但此時齊納二極管的電壓卻基本保持不變。這種特性使得齊納二極管可以作為穩(wěn)壓器或電壓基準元件使用。此外，齊納二極管還具有較低的導(dǎo)通電壓和較快的反向恢復(fù)速度。

根據(jù)結(jié)構(gòu)和工藝的不同，齊納二極管可以分為多種類型，如基礎(chǔ)齊納二極管、金屬-半導(dǎo)體齊納二極管和Schottky勢壘二極管等。基礎(chǔ)齊納二極管由金屬和n型半導(dǎo)體材料組成，具有導(dǎo)通電壓低、反向漏電流小的特點。金屬-半導(dǎo)體齊納二極管采用晶體管工藝，具有較大的優(yōu)勢。Schottky勢壘二極管由金屬和nP型半導(dǎo)體材料組成，具有響應(yīng)時間短和噪聲小的特點，廣泛應(yīng)用于高速開關(guān)電路、射頻收發(fā)系統(tǒng)等領(lǐng)域。

齊納二極管在電路中有許多重要的應(yīng)用，如作為低電平的保護二極管、放大器、整流器和混頻器等。在放大器中，齊納二極管具有低噪聲、耐輻射以及良好的高頻特性。在整流器中，由于齊納二極管具有快速恢復(fù)的特性，因此可以應(yīng)用于高頻整流器。作為混頻器，齊納二極管可以將多個不同頻段的信號混合在一起，實現(xiàn)不同頻段之間的轉(zhuǎn)換。

總的來說，齊納二極管是一種非常重要的電子器件，其獨特的電性能和廣泛的應(yīng)用使得它在現(xiàn)代電子技術(shù)中占據(jù)重要地位。

齊納二極管的VI特性

當我們以正向偏置（+ve 連接到陽極，-ve 連接到陰極端子）齊納二極管時，齊納二極管將像普通 PN 二極管一樣做出反應(yīng)，特性表明。

當我們對陰極施加+ve反向偏壓，對陽極端子施加-ve反向偏壓時，在特定的情況下會發(fā)生反向電壓擊穿，并在電流中產(chǎn)生恒定的齊納電壓增加。

齊納二極管的應(yīng)用電路

1、一個簡單的齊納二極管穩(wěn)壓器電路

當您在穩(wěn)壓電路中使用齊納二極管時，進入它的電流必然受到限制。如果向其施加無故障的電壓源，一旦達到擊穿電壓，它就會通過過多的電流。為了克服這個問題，電流源必須驅(qū)動齊納二極管。這樣電流就被限制在選定的值。

實際上，在電路中，電阻器是最簡單的電流源形式。這將通過齊納二極管限制使用電流，從而保證二極管的工作位置幾乎保持固定。

計算串聯(lián)電阻的值非常簡單。它只是電阻器兩端的電壓，由所需電流分配。您可以選擇齊納電流的水平，因為它適合該電路和所使用的齊納二極管。

2、帶串聯(lián)晶體管的PSU齊納二極管電路

上面所示的簡單并聯(lián)調(diào)節(jié)器并不是最有效，并且對于更高電流的應(yīng)用來說不可行。解決方法是使用帶有串聯(lián)晶體管的齊納二極管電路。下面顯示了簡單的電路圖，其中晶體管用作射極跟隨器。

使用此類電路時，必須計算齊納電阻分壓器所需的電流。它是由增益分配的晶體管發(fā)射極電流。

選擇齊納二極管電壓時，應(yīng)記住，對于硅晶體管，發(fā)射極電壓將比齊納電壓小，其幅度等于基極發(fā)射極電壓減去 0.6 伏。