齐纳二极管(稳压二极管、恒压二极管)适用于哪些类型的电路?

齐纳二极管主要用于恒压电路和削波电路。近来,齐纳二极管被用于利用削波电路的静电放电(ESD)保护电路。

齐纳二极管是一种pn结二极管。随着pn结两端的反向偏置电压增大,齐纳二极管发生齐纳击穿或雪崩击穿。如图1所示,该击穿电压急剧上升。即使反向电流发生变化,反向电压仍几乎保持恒定。由于这种特性,齐纳二极管亦称为稳压二极管和恒压二极管。

  • 稳压电路:
    使用齐纳二极管的稳压电路被用作IC的参考电压源,因为尽管电路结构简单,但它们提供几乎恒定的电压。然而,现在更普遍使用小型高精度电源IC,例如低压差(LDO)稳压器,因为使用齐纳二极管的稳压电路会受到电气特性变化和温度依从关系的影响。

    LDO产品页

  • 削波电路:
    用于电子应用的IC和其它元器件的性能和工作频率不断提高。为顺应这一趋势,这类元器件采用越来越精细的工艺几何形状制造。因此,其越来越容易因静电放电(ESD)、振铃和其它超出其电气额定值的外部事件而发生永久性损坏。为防止这种损坏,有必要保护半导体器件的输入端子。如今,齐纳二极管用于此目的。当施加高于齐纳电压的电压时,齐纳二极管会导通,对信号进行削波,如图2所示。
    通过在信号输入端子与IC等被保护元件之间插入一个齐纳二极管,即可构成保护电路。ESD保护二极管(亦称为TVS二极管)专为静电放电(ESD)和浪涌保护而设计,现已投入商用。东芝也提供TVS(ESD保护)二极管。

    TVS二极管(ESD保护二极管)产品页  
图2:超过击穿电压V<sub>BR</sub>的输入
图2:超过击穿电压VBR的输入
图3:使用ESD保护二极管的示例
图3:使用ESD保护二极管的示例

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