硬件设计-齐纳管
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齐纳管的工作电流、
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齐纳管（Zener Diode）是一种特殊的二极管，它能够在特定的反向电压下保持电流稳定。正常情况下，二极管只允许正向电流通过，而阻止反向电流流过。而齐纳管在一定的反向电压下可以允许反向电流流过，并且在达到其额定电压时，电流将变得非常稳定。
齐纳管通常用于稳压电路中，可以提供稳定的电压输出。当输入电压波动时，齐纳管会自动调节，保持输出电压稳定。这种特性使得齐纳管广泛应用于电子设备中，包括电源、稳压器、逆变器等。
另外，齐纳管还可以用作电流限制器，即在特定的电压下限制电流的流动。这在某些电路中非常有用，可以防止电路中的元件受到过高的电流损坏。
总的来说，齐纳管作为一种特殊的二极管，具有稳压和电流限制的特性，可以在电子电路中起到很重要的作用。
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通常齐纳管工作在反向偏置电压下，当电压增大到一定程度时，电流就开始增加，而且随着电压的进一步增大，电流会急剧增加。用它作为基准可以提供一个大约恒定的电流。常用的方法是通过串接电阻到较高的电压端，形成最基本的一类稳压源。
可供选择的齐纳管，其电压选择范围为2~200V（这是某系列齐纳管在使用5%精度电阻时的标称值）额定功率选择范围从几分之一瓦到50瓦，精度选择范围为1%～20%。齐纳管最有吸引力的地方是可以用来作为一般的基准源，但由于种种原因，齐纳管实际上不太容易使用。首先齐纳管值的选择范围必须确定，除了那些价格较高的高精度齐纳管外，普通齐纳管的电压精度较差，噪声大，而且齐纳管的电压还随电流和温度变化。作为上述两个影响的一个例子，在常用的1N5221系列中，27V/500mW齐纳管的温度系数为+0.1%/℃.而且当电流从最大值的10%变化到50%时，电压变化1%。
这些性能较差的齐纳管也有例外。在6V电压附近，齐纳管几乎不随电流变化，同时温度系数也接近于0。不同电压下齐纳管的测试特性曲线说明了这一结果。这个特殊现象源于“齐纳管”的两种不同的工作机制：齐纳击穿（低压下）和雪崩击穿（高压下）。如果仅需齐纳管实现稳定的电压参考源，就无需关心具体电压的大小，最好的使用办法是将一个约5.6V的齐纳管与一个正向偏置的二极管串联。齐纳管电压的选择，是为使其具有正温度系数，以抵消二极管的负温度系数（-2.1mV/℃）。
，齐纳管的温度系数取决于工作电流和电压。因此，恰当的工作电流的选择，从某种意义上说可以“调节”温度系数。这样，二极管的内置齐纳管就可以成为较好的基准源了。举个例子，廉价的1N821系列齐纳管可以提供温度系数从100ppm/C（1N821）到5ppm/C（1N829）的6.2V参考基准源：1N940和1N946在作为9V和11.7V基准源时有2ppm/C的温度系数。
齐纳管的工作电流、
补偿后的齐纳管可以在电路中作为稳定的基准电压源，但必须为它们提供一个恒定的工作电流。1N821系列工作在7.5mA电流时，有6.2V±5%的电压和大约15Q2的电阻增量。因此，对于1N829而言，每1mA电流变化造成的基准电压改变量是温度变化（-55C～+100C）产生变化量的3倍。图6.21给出了一个为精确齐纳管提供恒定偏置电流的简单方法。运算放大器工作在同相放大状态，以产生+10V的精确输出电压。这个稳定的输出电压可以提供7.5mA的精确偏置电流。这个电路是“自启动”的，无论输出极性如何，它都能正常工作！当极性“错误”时，齐纳管作为普通正向偏置二极管工作。图示的运算放大器采用单电源工作方式，克服了这种不正
应
常的工作状态。当然必须使用共模输人范围能够到达负电压边界的运算放大器（单电源供电放大器的要求）。
压
经过特殊补偿的齐纳管，能够保证电压的时间稳定度要求，例如1N3501和1N4890系列。这型
类齐纳管能够提供优于5ppm/1000h的稳定度，但价格较高。
