稳压二极管的动态电阻

稳压二极管是利用其反向击穿时电流会急剧升高的特性进行稳压，表现出此时的动态电阻 Rz，也就是增加的  电压除以增加的电流  ，所得到的比值比较小，这样就会使得外部电压的波动对稳压二极管两端电压影响较小。

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01 稳压二极管

一、动态电阻

稳压二极管是利用其反向击穿时电流会急剧升高的特性进行稳压，表现出此时的动态电阻 Rz，也就是增加的

电压除以增加的电流

，所得到的比值比较小，这样就会使得外部电压的波动对稳压二极管两端电压影响较小。

1、电流曲线

手边有刚刚购买到的两款稳压二极管，它们的特性为：

●  2CS4742A基本特性： 

   ○ 击穿电压：12V

   ○ 动态电阻：9Ω

   ○ 功耗：0.5W

●  1N5349B基本特性： 

   ○ 击穿电压：12V

   ○ 动态电阻：2.5Ω

   ○ 功耗：5W

测量稳压二极管基本特性，可以使用如下电路进行测量。使用一个数字可编程直流电源提供直流电压，施加在电阻 R1 与待测二极管 D1 串联电路上。利用 R1 上的测量电压

可以获得稳压二极管流过的电流

。这样就可以获得稳压二极管电压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？

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。

作者：卓晴

来源：TsinghuaJoking