稳压二极管数据手册参数补充

Posted 2022-11-30 研究是为了理解

稳压二极管（zener diode）工作在反向击穿状态，它的工作电流在很大范围内变化而其两端的电压基本不变。

数据手册符号解释：

• V_Z：标称稳定电压（Nominal Zener Voltage）
• I_Z：稳压二极管工作电流（Zener Current），稳压二极管反向击穿后，流过稳压管的电流，需要限流。
  数据手册中通常不会标注 I_Z，因为这是范围值，数据手册通常会给出以下三个电流：
  • I_ZK：拐点电流（Knee Point Current），能够使稳压二极管进入稳压状态的最小电流
  • I_ZM：最大工作电流（Maximum Zener Current）
  • I_ZT：测试电流（Test Current），数据手册中给出的稳定电压 V_Z 通常是在工作电流为 I_ZT这个条件下测得的。
• I_R ：反向漏电流（Reverse Leakage Current）
• Z_Z：动态阻抗（Zener Impedance），相当于稳压二极管的输出内阻，越小越好。该值随稳压二极管的工作电流 I_Z 不同而不同，通常工作电流 I_Z 越大，Z_Z 越小。
  数据手册通常不会给出 Z_Z ，因为这个值也是一个范围值，数据手册通常会给出以下两个阻抗值：
  • Z_ZT：在测试电流 I_ZT 条件下的阻抗
  • Z_ZK：在拐点电流 I_ZK 条件下的阻抗

下面给出一款稳压二极管数据手册的电气特性部分：

可以看出标称稳定电压(V_Z)越低，其泄漏电流 I_R 越大。对于标称电压低于 6V 的稳压管，其电压低，PN 节薄，击穿方式是齐纳击穿，很少电压就产生很大的 I_R ，伏安特性曲线中的拐点部分比较缓慢；一般大于 6V 的稳压管，PN 节厚，击穿方式是雪崩能量击穿，需要达到一定的雪崩能量才急剧崩溃，所以在拐点之前的电压产生的 I_R 很小，伏安特性曲线的拐点部分很陡峭。

下面是安森美 MMSZ52xxxT1G 系列数据手册中的符号解释和伏安特性曲线：

这里的 V_R 是指加载到稳压管的反向电压，其电压值小于稳定电压 V_Z，不同的 V_R 对应出不同的泄漏电流 I_R ，而电气特性表中一般只会给出特定 V_R 对应出不同的泄漏电流 I_R ，比如稳压管 1N4734A ，在 V_R = 2V 时，泄漏电流 I_R 最大为 10uA。

而在现实应用中，实际 V_R 可能根据应用的不同而不同，此时泄漏电流 I_R 如何获取？
很难获取。
原因在于在此过程中泄漏电流根本不受控制，具有随机性，所以厂家一般不会附带 V_R - I_R 曲线，只要器件在测试中达到典型值，就可以定为合格。比如同一厂家不同批次的 1N4734A ，在 V_R = 5V 时，其泄漏电流相差 8 ~ 9 倍（260uA vs 35uA）；但是在标称 V_R = 2V 时，漏电流都远小于标称的 10uA 。
所以在设计电路时，如果选择了 6V 以下的稳压二极管，其泄漏电流需要极其小心，特别是 V_R 接近 V_Z 时，推荐按照拐点电流 I_ZK 值来代替 I_R，以便在大批量生产中保持设备的可靠性。