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反向二极管

发布时间：2023-09-13 13:29

作者：Ameya360

来源：网络

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　　反向二极管是一种特殊设计的二极管，在正压下基本没有导电能力，但在反压下具有特定的击穿场强度(BreakdownVoltage)。与普通二极管只能进行单向导通不同，反向二极管可以实现双向导通。

　　反向二极管的结构与普通二极管相似，由P型材料和N型材料组成。然而，反向二极管在生产过程中引入了特殊的材料和工艺，在反向电压下表现出与普通二极管完全不同的特性。

反向二极管的作用

　　在电子产品和电路原理中，反向二极管有多种应用。以下是一些主要功能：

　　电源稳定压力：反向二极管可用于电源稳定压力电路。通过选择合适的击穿场强度，当电压超过该值时，反向二极管会穿透，从而使电路中的电压保持在相对稳定的水平。这在各种电子产品和电源供应系统中得到了广泛的应用，以确保负载不会受到高电压的损坏。

　　过压保护：反向二极管也可用于过压保护电路。当电路中出现过压时，反向二极管可以提供合理可靠的导通路径，将过压引导到地面或其他可接受的位置，从而保护其他电子元件免受过压损坏。

　　信号调整：反向二极管也可用于信号调整和限流应用。反向二极管可以限制电路中的电流或电压，并通过选择合适的击穿场强度和穿透电流来削峰、调整或调整输入信号。这在通信设备、音频放大器和模拟电子电路中起着重要作用。

反向二极管的工作原理

　　反向二极管的工作原理基于PN结的穿透效果。当反向电压超过反向二极管的穿透场强度时，PN结会穿透，导致电流迅速增加。在穿透条件下，反向二极管将保持相对较低的电阻，以允许反向电流通过，并将反向电压保持在穿透场强度周围。

　　一般而言，反向二极管有两种穿透方式：雪崩击穿(AvalancheBreakdown)穿透Zener(ZenerBreakdown)。雪崩击穿(AvalancheBreakdown)这种穿透方式发生在高反向电场下，其特点是穿透电流随着电压的增加而迅速增加。Zener穿透(ZenerBreakdown)它是由特殊材料和工艺制成的反向二极管。当反向电压达到击穿场强度时，会出现非常陡峭的穿透特性，使电流保持在相对固定的值上。

　　下列步骤可描述反向二极管的工作原理：

　　在正电压下，反向二极管几乎不导电，PN结构形成正偏压。此时，P区域的空穴和N区域的自由电荷将扩散到PN结的两侧，形成一个耗尽的区域(DepletionRegion)，该地区没有可移动载流。

　　当施加反向电压时，如果电压低于击穿场强度，电流特别小，耗尽区域的总宽度会增加。此时，反向二极管处于正常截止状态。

　　当反向电压超过穿透场强度时，雪崩穿透或Zener穿透将根据不同的穿透方式出现。穿透时，电流会迅速增加，耗尽区域的总宽度也会减小。

　　在穿透条件下，反向二极管表现出较低的电阻，使电流能够通过并保持反向电压稳定。

　　反向二极管的工作原理使其具有稳定可靠的穿透特性，在许多应用中发挥着重要作用。通过选择合适的穿透场强度和穿透电流，可以满足不同电路和系统的需要，从而实现电源稳压、过压保护和信号调整。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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TVS二极管和齐纳二极管的区别

　　TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管和齐纳二极管都具有在施加反向电压后，在某一电压下击穿、钳制电压的特性。本应用笔记将对 TVS 二极管和齐纳二极管的区别予以说明。I-V 特性上的使用范围区别Figure 1 是齐纳二极管的 I-V 特性，Figure 2 是 TVS 二极管的 I-V 特性。这两个二极管都利用了反方向特性这一点，但是齐纳二极管主要用于稳压用途，所以设计成在 1mA 到 40mA 这样的小电流区域电压稳定，不能流过大电流(Figure 1 的阴影部分)。在击穿区域内施加指定的小电流 IZ 时，二极管两端电压值被规定为齐纳电压 VZ。齐纳二极管通常在使用时处于击穿状态。　　对于 TVS 二极管，为了不妨碍保护电路的驱动电压，通常使用在切断电压 VRWM 以下电压范围内(Figure 2 右侧的阴影部分)。然后，施加浪涌等过电压时会击穿、流过数 A 到数十 A 的电流(左侧的阴影部分)。由于通常情况下不可以击穿，因此规定了绝对不会引起击穿的电压最大值即截至电压 VRWM 和击穿电压 VBR 两种。　　由于击穿电压 VBR 与齐纳电压 VZ 一样使用小电流进行测量，因此与实际应用条件下的雪崩电压不同。因此，将流过大电流时的最大击穿电压规定为钳位电压 VCL。Datasheet 上参数定义的区别TVS 二极管和齐纳二极管的 datasheet 上规定的差异如 Table 1 所示。在前面中也说明过，由于齐纳二极管主要用于稳压用途，所以只规定了小电流域的齐纳电压 VZ。与此相对，TVS 二极管有着小电流区域的击穿电压 VBR、截至电压 VRWM、高电流区域的钳位电压 VCL3 个参数的区分。只有 TVS 二极管会有表示在特定浪涌波形中能承受的最大浪涌功率的峰值脉冲功率 PPP 和表示最大浪涌电流的峰值脉冲电流 IPP 的定义。仅有 TVS 二极管有 ESD 对策用的 ESD 耐量的规定。对于端子间电容，在通信线路中使用时，需要选择数据波形不会被电容影响而钝化的端子间电容值，因此仅 TVS 二极管有该项规定。如上所述，齐纳二极管主要用于稳压，因此 datasheet 上的参数定义主要是齐纳电压等，项目较少。而 TVS 二极管的目的是保护其他设备不受浪涌的影响，所以电压的参数定义比较广泛，还规定了 ESD 耐量和端子间容量等重要项目。

2025-07-10 15:01 阅读量：751

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