背景
二极管
二极管是双引线半导体作为电流的单向门。当二极管的阳极引线的电压比其阴极引线的正电压(称为正向偏置)时,允许电流流过设备。但是,如果极性相反(即使阴极比阳极更正极),这种情况称为“反向偏置”,则二极管将起到阻止电子流动的作用。二极管用于将AC电压转换或整流为DC电压的电路中。它们通常还存在于倍压电路,电压移位电路,电压钳位电路和电压调节器电路中。对于新颖的设计,它可以显示您可以使用常规的旧二极管做什么,请查看我的指导性文章《使用二极管制作太阳能电池板!》
特征
正向电压(V f ):如果二极管两端的电压(正向电压)超过其结阈值电压,则电流沿箭头方向流动(从阳极到阴极)。
结阈值电压:在许多情况下,组成二极管的pn结具有0.6V的阈值,而其他特殊类型的二极管(如锗二极管)具有0.2V的阈值,而肖特基二极管通常具有0.4V的阈值阈值。不过,不要将这些值刻在石头上,因为生产值可能会使这些阈值向上偏移一个伏特。
正向偏置:当二极管的阳极电压比其阴极正电压
反向偏置:当二极管的阳极电压比其阴极负电压时。
请注意下面的手绘图,以图形方式表示。请记住,并非所有的二极管结都是pn结,特别是使用金属结的Shottkys。
峰值电流额定值(I omax ):也称为最大正向电流,这是出于安全原因必须流过二极管的最大电流,以免将其烧坏。
峰值反向电压(PIV)额定值::当反向偏置且反向电压为负时,此负电压必须小于二极管的峰值反向电压额定值。
种类的二极管
如前所述,有许多类型的二极管可以找到,它们在您可能从事的各种项目中很有用。以下是其中一些顶级功能,以及它们的简要说明。
整流二极管:这些二极管用于将交流电压和电流整流(转换)为直流电压和电流。
信号/开关二极管:通常用于涉及小电流和高频的电路中,例如无线电和RF。
快速恢复二极管:用于超快开关二极管
肖特基二极管::使用金属导体结,这些二极管的V f 较低,通常用于电压钳位和晶体管饱和调制电路。
锗二极管:这些二极管的反向电阻值低,结点的正向压降较低,但由于结点面积小,其正向电阻值较高。
LEDs :啊,发光二极管。我们所有人中闪烁的灯光收藏夹。
齐纳二极管
齐纳二极管不是电流的单向闸,而是电流的双向闸。在正向,它很容易突破,通常像标准二极管一样为0.5-0.7V。但是,在相反的方向上,电流可以流动,但很难推开。所需的电压等于齐纳二极管的击穿电压。该击穿电压可以在1.8V至200V以上的范围内。额定功率各不相同。
特征
击穿电压(Vz): 推动断开并反向流动电流所需的电压。可以说,这是您在齐纳二极管中寻找的主要特性(可能超出额定功率)。
齐纳二极管应用示例
1。线路调节
2。负载调节
3。从非抽头变压器中分离电源
4。波形修改和限制器
5。电压转换器
6。稳压器升压器
7。过压保护
步骤2:识别未知的齐纳二极管
所以我们知道齐纳二极管具有许多不同的击穿电压,但让我直接告诉您:我没有看到任何标记带有部件号或额定电压。当然,也许有一些东西,但是我还没有找到任何东西的运气。如果您对二极管使用MELF和mini-MELF封装,这将成倍增加。
如果您不将二极管分别放在不同的隔间,小袋中或以其他方式分开存放,则可能会遇到以下风险:我有一个装满二极管的箱,您不知道它的价值。乍一看,用电阻和齐纳管制作一个电阻分压器并读取另一侧的电压似乎很直接,但事后看来,这存在一些明显的问题。首先,您不知道用作电阻器的值是多少,因为不同的欧姆(和电流)会产生不同的V out 电压。
下面介绍的电路可用于测试仅针对未知齐纳二极管的齐纳击穿电压进行测试,但也会测试齐纳二极管本身是否存在故障。这种简单的电路对被测齐纳二极管使用恒定电流,可通过改变R2电位器来调节,而与电源电压的变化无关。
我使用的运算放大器是UA741,因为如下图所示,我有很多他们中我有一次便宜了。第一个运算放大器IC1的输出电压可以通过以下公式确定:
V 0 = V z (R3 + R4)/R4(有关以下信息,请参见下面的公式更好的布局)
齐纳电流由下式给出:
I z =(V o -V z )/( R1 + R2)(同样,请参见下面的公式以获得更好的布局)
第一个运算放大器的输出取决于被测齐纳二极管的击穿电压和电阻值。对您的运算放大器使用单一电源非常重要,因为上电会导致电路进入闩锁状态,因为该电路基于正反馈。因此,只需将GND用作负电压或V -电压即可。
请看下面的电路和前面提到的公式,如果R3 = R4,则V o = 2V z 。由于我们可以求解V z ,因此我们得到V z = V o /2,因此第二个运算放大器缓冲输出并将其减半与电阻分压器。然后可以用万用表跨R6读取电压。该电压将是您正在测试的齐纳击穿电压。任何差的或不稳定的读数都表示齐纳二极管有故障。
要准确地读取齐纳二极管的击穿电压,您必须调节电位计R2直到读数电压稳定并指示恒定电压。一旦发生这种情况,您就可以获得齐纳二极管的击穿电压。
附件
还附带了PDF格式的材料明细表(BOM),原理图和PNG图形格式的电路板布局,以及一个包含我在构建我的矿井中使用的实际* .brd和* .sch文件的zip文件。
第3步:结论
所以,我阐明了问题所在:拥有未知的击穿电压未知的齐纳二极管,并向您简要介绍了二极管,尤其是齐纳二极管(如果这是旧消息,我表示歉意给你)。然后,我跨过一个恒流电路,该电路将识别出故障的齐纳二极管和被测齐纳二极管的击穿电压。
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