什么是穩壓二極管？穩壓二極管的應用電路和原理分析

穩壓二極管比較特殊，基本結構與普通二極管一樣，也有一個PN結。由于制造工藝的不同，當這種PN結處于反向擊穿狀態時，PN結不會損壞(普通二極管的PN結是會損壞)，在穩壓二極管用來穩定電壓時就是利用它的這一擊穿特性。由于穩壓二極管具有穩壓作用，因此在很多電路當中均有應用，如穩壓電源、限幅電路、過壓保護電路、補償電路等等。

一、什么是穩壓二極管

01.穩壓管工作原理

如下圖是穩壓二極管伏安特性曲線圖，當電壓達到穩壓值Uz時，曲線很陡，說明流過穩壓二極管的電流在大小變化時，穩壓二極管兩端的電壓大小基本不變，也就是說在一定電壓范圍內，隨著流過穩壓二極管的電流變化，穩壓二極管兩端電壓大小基本保持不變，這就是穩壓二極管的工作原理，它利用的是它的反向工作特性。

02.穩壓管主要參數

①穩定電壓Uz：穩壓管反向擊穿后穩定工作時的電壓值稱為穩定電壓;

②穩定電流Iz：穩壓管反向擊穿后穩定工作時的反向電流稱為穩定電流。穩壓管允許通過的最大反向電流稱為最大穩定電流，使用穩壓管時,工作電流不能超過，一般按大于2倍輸出電壓來設計;

③動態電阻Rz：穩壓管在反向擊穿的曲線工作時,電壓變化量△Uz與電流變化量△I之比稱為動態電阻，動態電阻越小說明穩壓性能越好;

④額定功耗Pz：由芯片允許溫升決定，它的額定值為穩定電壓Uz和允許最大電流Iz的乘積。

⑤溫度系數α：穩壓管的溫度變化會導致穩定電壓發生微小變化，因此溫度變化1℃所引起管子兩端電壓的相對變化量即是溫度系數，溫度系數越小越好，說明穩壓管受溫度影響很小。

二、穩壓二極管的應用電路和原理

1、典型的串聯型穩壓電路

在此電路中，三極管T的基極被穩壓二極管D穩定在13V，那么其發射極就輸出恒定的13-0.7=12.3V電壓了，在一定范圍內，無論輸入電壓升高還是降低，無論負載電阻大小變化，輸出電壓都保持不變，這個電路在很多場合下都有應用。

2、電視機里的過壓保護電路

115V是電視機主供電電壓，當電源輸出電壓過高時，D導通，三極管T導通，其集電極電位將由原來的高電平(5V)變為低電平，通過待機控制線的電壓使電視機進入待機保護狀態。

3、電弧抑制電路

在電感線圈上并聯接入一只合適的穩壓二極管（也可接入一只普通二極管原理一樣）的話，當線圈在導通狀態切斷時，由于其電磁能釋放所產生的高壓就被二極管所吸收，所以當開關斷開時，開關的電弧也就被消除了。這個應用電路在工業上用得比較多，如一些較大功率的電磁吸控制電路就用到它。

4、浪涌保護電路

穩壓管在準確的電壓下擊穿，這就使得它可作為限制或保護之元件來使用，因為各種電壓的穩壓二極管都可以得到，故對于這種應用特別適宜。圖中的穩壓二極管D是作為過壓保護器件。只要電源電壓VS超過二極管的穩壓值D就導通，使繼電器J吸合負載RL就與電源分開。

正反向串聯的作用

如果是兩個穩壓二極管反向串聯，正、反方向電壓到達穩壓值時，電壓被鉗位（即不能再升高）。

1、經常在功率較大的放大電路，功率管的柵極G與源極S即發射結一個穩壓二極管，這是通過限制電壓對G-S起保護作用，防止G-S之間的絕緣層被過高的電壓擊穿。

2、兩個二極管反向串聯后對與之并聯的電路可起過壓保護作用，當電路過壓時，二極管首先擊穿短路。

審核編輯：湯梓紅