为什么我的万用表没有显示正确的齐纳反向电压?

电器工程 二极管 万用表 齐纳
2022-01-13 18:44:20

我有一个 3.3V 齐纳二极管,来自信誉良好的全新产品。

当我将 Fluke 101 万用表设置为二极管测试模式时,将黑色表笔放在二极管上的黑条旁边,将红色表笔放在对面,仪表读取的电压降约为 0.689V。这将是“正常”二极管的正向电压。

然而,当我反转引线时,读数与预期的反向电压不匹配。相反,我的仪表读数为 1.746V。我还尝试使用 Fluke 87V,它的读数略高,约为 2.2V,但仍不是应有的 3.3V。

现在显然对于大多数二极管,万用表只会读取“OL”而不是找到实际的击穿电压(可能非常高)。为什么在低压齐纳二极管的情况下,万用表会给出错误的(并且彼此不同)反向电压读数?

2个回答

因为仪表提供的有限电流不足以将齐纳二极管偏置到反向雪崩区域。相反,您会在齐纳反向特性曲线的拐点处出现偏差。

在二极管测试模式下,仪表通常会提供大约 1 mA 的电流。大多数齐纳二极管要到 10 mA 或更多电流才能达到其陡峭的击穿区域。

要在反向偏置下测试齐纳二极管,最好通过来自单独电源的电阻器偏置齐纳二极管,并仅使用仪表测量二极管两端的电压降。

请注意,二极管测试模式下的仪表通常会限制导线上的最大电压。这可能仅限于仪表电池电压或质量更好的仪表的某个较低值。这对仪表显示反向偏置齐纳二极管的电压设置了明显的限制。当仪表使用 9 伏电池时,很难找到可以反向偏置 27 V 或 48 V 齐纳二极管的仪表。

您读取的值没有错,它对于您的仪表使用的测试电流是正确的。小于约 5-6V 的齐纳二极管具有非常圆润的膝部特性,以至于对于许多用途来说几乎没有用处。

例如,1N4728 的齐纳测试电流为 76mA!您的仪表可能使用 1mA 范围内的测试电流,限制为 5 或 7V。

这个数据表中可以看出低电压齐纳二极管在 1mA 范围内的曲线是如何圆润的:

在此处输入图像描述

通常最好使用一些替代方法,而不是使用低压齐纳二极管,例如 TL431 或 TLV431,或者调整电路以使用更高的电压。

一种常见情况是,设计人员希望将输入电压钳位到 ADC 而不影响接近最大值的电压(锐钳位)。对于该应用,3.3V 齐纳二极管不是很有用。