稳压二极管又叫齐纳二极管，普通二极管反向电压超过其反向耐压值时会被击穿损坏，稳压二极管由于采用特殊的制造工艺，在承受反向电压达到稳压值时，反向电流急剧增大，只要反向电流值不超过允许的最大电流，就可以正常工作。稳压二极管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管，简称稳压管。利用PN结的反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象。![]()
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图1: 常用贴片稳压二极管
01、稳压管工作原理
稳压二极管的正向特性和普通的二极管基本相同，其反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向电流极小。当反向电压达到反向电压的临界值时，反向电流骤然变大，称为击穿，反向电阻骤然降至非常小的值，尽管电流在很大范围内变化，而其两端电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现二极管的稳压功能。![]()
图2: 稳压二极管伏安特性曲线
02、稳压管的电气参数
稳压二极管的主要电气参数有稳定电压、稳定电流Z、动态电阻、额定功率、温度系数、反向漏电流。稳压管反向击穿后其电流为规定值时它两端的电压值称为稳定电压。不同型号稳压管其稳定电压范围不同，相同型号的稳压管也常因制造工艺的差异而有一定的分散性，该值随着工作电流和温度的不同而略有改变。稳定电流是指稳压管正常工作时的参考电流。通常是在最小稳定电流IZMIN与最大稳定电流IZMAX之间。其中IZMIN是指稳压管开始稳压作用时的最小电流，电流低于此值时，稳定效果很差；IZMAX是指稳压管稳定工作时的最大允许电流，超过此电流时，达到额定功率后稳压管将发生永久性击穿。所以要求稳压管的稳定电流在IZMIN＜IZ＜IZMAX。RZ是指在稳压管正常工作的范围内，电压的微变量与电流的微变量之比，RZ值越小表明稳压管的性能越好。是稳压管通过反向电流时允许消耗的最大功率，等于稳定电压和最大稳定电流的乘积，在使用过程中，如果稳压二极管消耗的功率超过该功率就会容易损坏，主要取决于稳压管的PN结面积和散热条件。稳压二极管的温度变化会导致稳定电压发生微小变化，因此温度变化1℃所引起管子两端电压的相对变化量即是温度系数。温度系数越小越好，说明稳压管受温度影响非常很小。一般来说稳压值低于4V属于齐纳击穿，温度系数是负的；高于7V时属于雪崩击穿，温度系数是正的；当4V＜VZ＜7V时，稳压管可以获得接近零的温度系数，作为标准稳压管使用。 指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。即稳压二极管在未工作状态下正极到负极之间的电流，原则上反向漏电流越小越好。03、稳压二极管应用电路
稳压二极管主要应用于电源稳压、过压保护、温度补偿、限幅电路、浪涌防护、电弧抑制等。稳压二极管为电源电路输出后级稳压，是其最典型的应用。下图是稳压二极管的典型直流稳压电路。当直流电压波动时，流过电阻R和VZ的电流大小随之相应波动，由于稳压管的作用，保持电路后级输出U0不变，那么直流电压的大小波动降在电阻R1上。![]()
图3: 稳压二极管构成的直流稳压电路
下图是稳压二极管构成的过电压保护电路，电阻R1和R2构成115V的直流分压电路，分压后的电压通过稳压二极管VD1加到控制三极管VT1的基极，当115V电压大小保持不变时，R1和R2分压后的电压使稳压二极管处于截止状态，VT1三极管也处于截止状态，CPU待机控制电路检测到高电平，待机控制电路不动作，电路正常工作。当115V电压浮动后，电阻R1和R2分压后的电压足以使稳压二极管VD1导通时，VT1三极管因输入高电平也导通，CPU待机控制电路检测到低电压，待机控制电路动作，使电路进入待机保护状态。 ![]()
图4: 稳压二极管构成的过压保护电路
稳压二极管温度补偿电路是利用稳压二极管的温度系数，如下图所示是温度互补型的稳压二极管构的稳压电路。具有温度互补特性的稳压二极管内部其实是有两只普通的稳压二极管，两只管子温度特性相反，当温度升高或下降时，一只管子压降下来，另一只升高，总压降保持不变，起到温度补偿作用。![]()
图5: 稳压二极管构成的温度补偿电路
如下图所示由稳压二极管构成的信号限幅电路，如果输入信号过大，容易损坏运放OP，通过放置齐纳二极管可对输入信号的幅度大小进行限制，注意这种情况下，要选用反向漏电流很小的D1，而信号频率过高的话，还要考虑D1寄生电容要足够小。![]()
图6: 稳压二极管构成的限幅电路
当工作电压没有浪涌电压出现时，工作电压不足以使稳压管VD1导通，没有电流流过继电器K1，K1触点保持导通状态，输入电压正常给负载供电。当输入电压上叠加浪涌电压时，稳压二极管导通，电流流过继电器，K1的触点断开，负载供电电压被断开，达到保护负载的目的，具体如下图： ![]()
图7: 稳压二极管构成的浪涌防护电路
电感线圈、继电器在导通状态切断时，由于电磁能释放所产生的电压很容易损坏后端的电路，线圈两端并联稳压管就可以有效消除电弧，具体如下图：![]()
图8: 稳压二极管构成的电弧抑制电路
也可以使用普通的二极管来给电感线圈、继电器断开时续流，消除电弧；也可以使用RC吸收电路来吸收瞬间产生电弧。04、稳压二极管应用注意事项
稳压二极管应用注意事项如下：由于稳压二极管稳定电压值的离散性比较大，即使是同一厂家的同一型号也存在差异，选型时应加以注意。稳压管工作状态电流值较高，不适用于大功率场合。稳压管的稳定电压有一定范围，对电压精度要求高的场合并不适用，可以使用线性稳压模块代替。对于过压保护的稳压二极管，其稳定电压的选定要依据保护电压的大小使用，其稳定电压值不能选的过大或过小，否则起到保护作用。在选用稳压二极管时，除关注稳定电压、稳定电流参数外，尽可能选用动态电阻较小的管子，动态电阻越小稳压效果越好。稳压二极管的反向电流应控制在安全范围内，否则会导致二极管的过热损坏，稳压管使用时要串联限流电阻，用来保护稳压管并设定其工作电流。稳压管的选取原则是：导通电流大时选面接触型，工作频率高时选点接触型；反向击穿电压高时、耐高温时、反向电流小时选硅管。为使稳压二极管的电压温度系数感得到补偿，可以使用不同温度系数的稳压二极管串联，为获得较低的稳定电压，可以选择适当的稳压二极管以相反方向串联，再加以适当的工作电流来获得。
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图9: 稳压二极管串联用于电源稳压
