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如何提高齊納二極管的功率處理能力

科技觀察員 ? 來源:homemade-circuits ? 作者:homemade-circuits ? 2023-06-03 16:03 ? 次閱讀
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提高齊納二極管功率處理能力的一種簡單方法可能是將它們并聯(lián),如下所示:

但是,實際上這可能并不像看起來那么簡單,并且可能無法按預期工作。這是因為就像任何其他半導體器件一樣,齊納二極管也永遠不會具有完全相同的特性,因此其中一個齊納二極管可能會在另一個齊納二極管將整個電流通過自身之前傳導,最終被破壞。

解決此問題的快速方法可能是在每個齊納二極管上添加低值串聯(lián)電阻,如下所示,這將允許每個齊納二極管通過補償電阻R1和R2產生的壓降均勻地共享電流:

雖然可以通過并聯(lián)齊納二極管來提高功率處理能力,但改進的方法可能是將并聯(lián)BJT與配置為基準電壓源的齊納二極管一起添加。請參閱以下示例原理圖。

增加并聯(lián)晶體管不僅可以將齊納功率處理能力提高10倍,還可以進一步提高輸出的電壓調節(jié)水平,該電平可能高達晶體管的指定電流增益。

這種類型的并聯(lián)晶體管齊納穩(wěn)壓器可用于實驗目的,因為該電路具有100%短路保護功能。也就是說,該設計效率相當低下,因為晶體管在沒有負載的情況下可能會消耗大量電流。

為了獲得更好的結果,如下所示的串聯(lián)調整管類型的穩(wěn)壓器看起來是更好的選擇和優(yōu)選的。

在該電路中,齊納二極管為串聯(lián)調整管產生基準電壓,其工作原理基本上類似于發(fā)射極跟隨器。因此,發(fā)射極電壓保持在齊納二極管產生的晶體管基極電壓的零點幾伏之間。因此,晶體管像串聯(lián)元件一樣工作,能夠有效控制電源電壓變化。

整個負載電流現在通過該串聯(lián)晶體管運行。這種配置的功率處理能力完全由晶體管的值和規(guī)格決定,并且還取決于所用散熱器的效率和質量。

使用1k串聯(lián)電阻器,上述設計可實現出色的調節(jié)。通過用特殊的低動態(tài)齊納二極管(如10N1)代替普通齊納二極管,可以將調節(jié)系數提高1589倍。

如果希望上述電路提供可變電壓調節(jié)輸出,可以通過在齊納二極管上使用1K電位計輕松實現。這允許在串聯(lián)晶體管的基極調節(jié)可變基準電壓。

然而,由于電位計產生的一些分流效應,這種修改可能會導致調節(jié)效率降低。

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