ZHDA026 January   2026 BZX84C15V

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2齐纳操作和关键参数
    1. 2.1 运行
      1. 2.1.1 击穿电压下的器件运行
    2. 2.2 主要参数
  6. 3齐纳二极管制造工艺
    1. 3.1 制造
      1. 3.1.1 晶圆制造
      2. 3.1.2 完整制造流程
      3. 3.1.3 工艺控制和能力
  7. 4为什么选择 TI 齐纳二极管？
  8. 5选择正确的保护二极管
    1. 5.1 齐纳二极管
    2. 5.2 ESD 二极管
    3. 5.3 TVS 二极管
  9. 6典型应用
    1. 6.1 齐纳二极管
      1. 6.1.1 电压调节
      2. 6.1.2 MOSFET 栅极过压钳位
      3. 6.1.3 CAN 总线过压保护
    2. 6.2 ESD 二极管
    3. 6.3 TVS 二极管
  10. 7总结
  11. 8参考资料

6.1.1 电压调节

在此例中，选择了通过 24V 输入源生成 15V 系统电源轨的首选齐纳二极管。图 6-1 显示了使用齐纳二极管进行电压调节的示例。以下计算概述了选择齐纳二极管 (D)、确定串联输入电阻 (R1) 的大小以及验证未超过齐纳二极管额定值的注意事项。该串联电阻用于限制流入器件的齐纳电流 Iz。

电压调节齐纳应用示例图 6-1 电压调节齐纳应用示例

在此例中，所需的负载条件是 15V 电源轨，最小电流消耗和最大电流消耗分别为 1mA 和 2mA。该电路用于环境温度高达 55°C 的环境中。考虑使用 TI 15V 齐纳二极管 BZX84WC15V，分析其对于该电路的适用性。BZX84WC15V 具有 15V 标称齐纳电压，容差为 ±5%，最大功率耗散为 360mW，最大 IO 电容为 80pF，在 SC70-3 封装中的最大漏电流为 0.03µA。

如图 6-2 所示，该齐纳二极管的齐纳电压与齐纳电流间的关系曲线相对平坦。设计 5mA 的额定齐纳电流时，处于齐纳电流安全工作范围内。我们可以估算出 5mA 处的标称齐纳电压约为 15V。

TA = 25°C 时 BZX84WC15V 齐纳电流与齐纳电压间的关系图 6-2 TA = 25°C 时 BZX84WC15V 齐纳电流与齐纳电压间的关系

计算标称串联电阻器值 R1：

方程式 2. R1 = (Vin,max- VZ,max@25C)(IZ,typ+Iload,max)= (22.8V- 15.75V)(5mA+2mA) ≈1kΩ

要计算齐纳二极管中耗散的最大功率，我们必须首先使用公式 3 计算电路中的最大预期齐纳电流 Iz,max。

方程式 3. IZ,max=Vin,max-VZ,minR1-Iload,min= 25.2V-14.25V1kΩ-1mA ≈10mA

最大齐纳电压也会随温度而变化。标称齐纳电压 +/–5% 的额定值仅适用于 25°C 室温条件。对于 BZX84WC15V，器件的温度系数 (SZ) 为 +13mV/C。VZ,max@25C 为 15.75V。下面的公式4 和 5 用于计算 55°C 下的估计最大齐纳电压。

方程式 4. VZ,max@TA=VZ,max@25C+SZ×TA-25C
方程式 5. VZ,max@55C=15.75V+13mV/C×55C-25C≈16.14V

齐纳二极管最大功率耗散 Pz,max@55C 可以通过将 Vzmax@55C 乘以 Iz,max 计算得出，如下面的公式6 所示。

方程式 6. PZ,max@55C=VZ,max@55C×IZ,max=16.14V×10mA≈162mW

接下来，我们将使用图 6-3 检查电路中的最大齐纳功率耗散是否超过 55°C 环境温度下的 BZX84WC15V 功率耗散额定值。在 55°C 环境温度下，标称 360mW SC70 封装功率耗散降额约 75%。这相当于在 55°C 环境下的额定功率为 270mW，足以超出我们的 162mW 要求。

BZX84WC15V 功率耗散在不同温度下的降额图 6-3 BZX84WC15V 功率耗散在不同温度下的降额

最终设计值如图 6-4 所示。在此应用中，可以使用 BZX84WC15V。

电压调节电路设计值图 6-4 电压调节电路设计值