齐纳二极管（英语：Zener diode），是利用二极管在反向偏置运作下的齐纳效应制成的一种电子器件器件。由于具有稳定电压功能，因此又称为“稳压二极管”（英语：regulator diode）。它的工作原理基于逆向击穿效应，即在特定的反向电压下，会突然导通并使电流稳定在一个相对恒定的值。这种特性使得齐纳二极管在需要稳定反向电压的电路中非常有用，例如用作电压稳压器或过压保护装置。
齐纳二极管功能：
以反向偏置（反向）方式流过端子的电流称为齐纳效应。当满足电压电位时，这会导致齐纳电压 （Vz）/击穿电压。齐纳二极管独特地由一个重掺杂的 P-N 结组成，当电流到达 Vz 时，该结允许电流反向流动。定义明确的 Vz 可以连续反向偏置传导电流而不会损坏。然后，电流增加到由串联电阻器确定的最大水平并保持稳定，在施加的电压范围内保持恒定。因此，齐纳二极管可用作电压调节器。
齐纳二极管在正向偏置的正常范围内工作，导通电压在0.3V至0.7V之间。当以反向偏置方式连接时，电流向后流动，从而导致小的电流泄漏。当反向电压增加到布置的Vz时，电流流过整个二极管。电流增加到由串联电阻器决定的最大值，然后在施加的电压范围内保持稳定以保持恒定。
齐纳二极管有两种击穿效应。了解这两个效果有助于理解它们的功能。首先是齐纳效应，在低于5.5V的电压中普遍存在，并涉及隧道效应导致击穿。第二种是在5.5V以上的电压下发生的雪崩击穿或冲击电离。这些故障都会导致相同的行为，并且它们不需要不同的电路，但每个电路都具有不同的温度系数。齐纳效应具有阳极（负）端温度系数，而雪崩具有阴极（正）端温度系数。两种温度效应几乎等于5.5V。它们相互抵消，使齐纳二极管的额定电压约为 5.5V，并在很宽的温度要求范围内保持稳定。把齐纳二极管想象成两个并联的二极管，面向相反的方向。齐纳二极管中正向偏置的电压具有 1V 的电压降，二极管需要 1V 才能导通电流。正向电压是正向偏置的。向后流动的电流被认为是齐纳电压，或者由于其特性而反向偏置。齐纳电压的一个例子是 3.3V。为了使电流流过二极管，电流必须至少保持该电压的最小值。具有可预测的电压降使齐纳二极管不仅可以用作电压调节器，而且正确设置的齐纳二极管可以限制其他器件的电压。
常见齐纳二极管规格：
- 电流 Iz（最大值）：额定齐纳电压（Vz – 200μA 至 200A）下的最大电流。
- 电流 Iz（最小值）：二极管击穿所需的最小电流值。
- 正向偏置：电压流过二极管，使电流易于沿一个方向流动。
- 额定功率：表示齐纳二极管可以耗散的最大功率，是二极管电压/电流流过它的乘积。
- 反向偏置/齐纳效应：电压以与正向偏置相反的方向流过二极管，该特定电压不会导致任何可检测的电流流动，将交流电流变为直流电流，并操纵其他电子信号。
- 温度稳定性：5V左右的二极管具有最佳的稳定性。
- 电压容差：通常为 ±5%
- 齐纳/击穿电压 （Vz）：这是导致绝缘体的一部分击穿并变得导电的最小电压。电压范围为 2.4V 至 200V，最高可达 1kV，而表面贴装器件的最大电压为 47V。
- 齐纳电阻 （Rz）：对齐纳二极管表现出的电阻。
关键术语：
- 雪崩故障：当高反向偏置电压增加电场并进一步扩大耗尽区时发生。
- 二极管：一种两端电子元件，在一个不对称方向上传导电流，在另一个方向上具有零的低电阻和无限的高电阻。
- 掺杂：将某些含有小杂质的化学元素添加到半导体中以改变其导电性的过程。
- 电气击穿：当暴露于高压下的绝缘电气材料成为电导体并且电流流过它时，就会发生此过程。它也被称为介电击穿。
- 冲击电离：材料中一个高能电荷载流子可以通过产生其他电荷载流子而失去能量的过程。
- PN结：两种类型的半导体材料之间的边界或界面，p型（正极），另一种是n型（负极），它们都位于半导体的单晶内部。“p”侧包含过多的空穴，而“n”侧在“n”侧的电中性原子的外壳中包含过多的电子。
- 半导体： 一种材料产品，其电导率值介于导体（如金属铜）和绝缘体（如玻璃）之间。
- 隧道：一种纯粹的量子力学过程，其中即使入射粒子的能量低于势垒的高度，微观粒子也可以穿透势垒。
主要缩写：
- IF：中频
- IR：最大反向电压
- lZ：C紧急承载能力
- K：阴极是负电流
- kV：千伏是电势的单位
- R：电阻
- V：伏特是电势的单位
- Vf：最大正向电压
- VR：最大直流反向电压
- Vz：齐纳电压
- μ：Micro 的前缀
- μA：微安是电流的单位，等于百万分之一安培
齐纳二极管示例和应用：
浪涌抑制器：一种电气设备，也称为浪涌保护器，用于保护设备免受电涌和电压尖峰的影响，同时阻止电压超过大约 120V 的安全阈值。
开关信号：输出信号开关设备（或 OSSD）是机器安全系统中的一种电子设备，它提供编码信号，当由于安全事件而中断时，该信号会发出机器关闭的信号。这有助于避免在不安全条件下操作机器时出现杂散信号。
电压基准：一种电气设备，无论设备上的负载、电源变化、温度变化和时间流逝如何，它都会产生固定（恒定）电压。
电压调节器：当负载电压等于二极管的齐纳电压时，串联电阻器限制通过二极管的电流。当二极管导通时电压过大时，这用于调节电压。二极管会产生噪声，可以通过在二极管两端添加一个大值去耦电容来抑制噪声。
电压转换器：当应用于带有电阻器的电路时，齐纳二极管充当电压转换器。该电路降低的输出电压等于二极管的齐纳电压。
波形削差器：
重塑信号并防止电压尖峰影响连接到电源的电路。
使用齐纳二极管的应用示例是包含电压的智能手机、数字万用表等电压参考设备以及作为浪涌抑制器的电源板。电子电路板包含齐纳二极管，用于在涉及蓝牙技术、电视、产生无线电波的发射器等各种设备中转换电压、成为波形削波器和切换信号。
综上所述：
一些著名的齐纳二极管制造商包括 Nexperia、Vishay、ROHM 和 Toshiba。这些制造商生产的齐纳二极管用于各种电子元件，专门用于消费电子、汽车、电信、计算、工业等行业。 齐纳二极管是小型元件，在为行业专业人士和日常消费者提供服务的设备中发挥着重要作用，并且它们将在未来几年继续这样做。
获得更多相关资讯和信息，欢迎随时联系我们！我们的网址：caichips.com
