齐纳二极管的综述，市场价值中的分量尖峰

当电气工程师开始研究半导体器件时，我们引入的第一组件之一是二极管。二极管在应用中直接直接，并从设备物理水平直观。后来，我们被引入到称为齐纳二极管的二极管的子类别中，这是在标准二极管的相反配置中工作的二极管。

据《市场观察》报道，齐纳二极管的需求正在上升。到2020年，这些设备的价值为8.781亿美元，预计到2026年将上升到1.10676亿美元。从工程的角度来看，齐纳二极管如何保证这种不断增长的需求?

在本文中，我们将定义齐纳二极管，为什么需要它，以及它的应用。

标准二极管和对齐纳二极管的需求

标准二极管是一种器件，当正确的正向偏压时，迫使电流朝一个方向流动。二极管的一个特点是，当正向电流发生大的变化时，它的正向压降变化很小。

虽然这种正向电压降的值变化，但普遍引用的值为0.7 V.组合，这些特征在电源和电压调节器的设计中为二极管提供了很大的价值。

二极管的特征曲线。图片由彼得vis.

然而，当我们想要调节大电压时，一个问题出现了——0.7 V降是不够的。

据推测,一种解决方案可能是使用一个标准的反向偏压二极管,因为在这个配置设备的行为同样(调节外加电压),但在更高的电压(~ 50 V)。这里的问题是,一个标准的二极管的反向击穿电压偏差通常分解相消,使得组件形同虚设。

齐纳二极管是如何工作的?

进入齐纳二极管:一个可以处理反向击穿电压而不受损害的二极管。当正向偏压时，齐纳二极管的行为非常类似于一个正常的二极管，提供约0.7 V降。

齐纳二极管IV特性。图片由多体学

在反向偏压模式下，它们不导电，直到施加电压达到或超过所谓的齐纳电压，在这一点，二极管能够传导大量的电流。在这样做，齐纳二极管限制电压下降通过它到齐纳电压点。

齐纳二极管的应用

鉴于这些特征，齐纳二极管在许多应用中都很有用。

一个流行的应用是一个电压调节器。在一个简单的电路中，如下所示，负载电压等于二极管的击穿电压Vz。

简单齐纳二极管电路。图片由Digi-Key

串联电阻器限制通过二极管的电流，并在二极管导通时降低过量电压。

此外，这些器件在过压保护电路中也很有用。在下面的电路中，如果输入电压增加到高于齐纳击穿电压的值，电流流过二极管并在电阻上产生一个压降。

简单齐纳二极管稳压器。图片由Digi-Key

这触发可控硅和本质上创造一个短路到地，打开保险丝和断开负荷从供应。

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你最近用齐纳二极管设计过电路吗?还有其他的应用吗?请在评论区分享你的见解。