（一）稳压二极管工作原理

稳压二极管作用：

稳压二极管又称稳压二极管，它一般在电路中起稳定电压的作用，也可以为电路提供参考电压值。

稳压二极管的工作原理：

稳压器二极管采用特殊工艺制造，这种工艺使得它在反击穿状态下仍能长时间稳定工作，不损坏，而工作在反击穿状态下的稳压器只要工作电流保持在一定范围内，则其两端电压波动范围很小，稳压器就是利用这一特性来实现电压调节的。

图1为稳压器的伏安特性曲线。在稳压器正常工作状态下，稳压器工作在图中AB段。

（二）稳压二极管重要参数意义

稳压二极管重要参数：

1、电压稳定

稳压是稳压的一个指标。理想的稳压管的稳定电压值是固定的电压值，但实际稳压管的稳定电压会在一定范围内波动。某些型号的稳压器使用手册会给出标称稳定电压值、最小稳定电压值和最大稳定电压值，但有些手册只给出标称稳定电压值。

图2显示了稳压器1N4733A-G应用手册中给出的稳定电压值。

2. 最大耗散功率

最大耗散功率是指能够稳定工作的最大功率。工作回路中调节管的功率不应超过此值。

图3显示了1n47xaa - g稳压器应用手册中给出的最大功耗值。

3.额定工作电流(IZT)

额定工作电流是指稳压器能够长时间稳定工作，与工作电流值相对应的稳压器性能最佳。

图4显示了应用手册中稳压器1N4733A-G的额定工作电流。

4. 最小稳定工作电流

最小稳定工作电流是指能使稳压器具有稳压功能的最小工作电流。如果稳压器的电流小于这个值，它将进入反向截止区域。该稳压器在反向截止区域无稳压功能。

图5显示了稳定器1N4733A-G, 1ma应用手册中给出的最小稳定工作电流。

5、最大稳定工作电流

最大稳定工作电流是指能使稳压器具有稳压功能的最大工作电流。如果电流超过最大，稳压器将被损坏。某些稳压管的使用手册中没有给出最大稳定工作电流，因为这个参数可以从标称稳定电压和最大耗散功率两个参数推导出来。

6. 动态电阻

稳压器的动态电阻等于电压变化与电流变化的比值。动态电阻越小，稳压效果越好。这是因为动态电阻越小，同样的电流变化引起的电压变化就越小，所以电压更稳定。从稳压器的反伏安特性可以看出，稳压器的工作电流越接近最大稳定工作电流，动态电阻越小，越接近最小工作电流，动态电阻越大。因此，当稳压器的工作电流接近最大稳定工作电流时，稳定效果好。

图6显示了稳压器1N4733A-G应用手册中给出的动态电阻。

（三）稳压二极管稳压原理的定性分析

稳压器在电路应用中一般要串联一个限流电阻，用来保护稳压器，避免工作电流过大而损坏，此外，通过选择合理的限流电阻值，还可以避免稳压器工作电流过小而进入反向截止区，失去稳压效果。所以限流电阻R不仅起到保护作用，而且起到设定合适工作电流的作用。下图7是一个典型的稳压二极管应用电路：

对于图7中典型的稳压电路，我们首先进行定性分析。从图中不难看出，当限流电阻值固定时，影响稳压器工作电流的因素有两个，一个是输入电压UI的波动，另一个是负载电阻RL的变化。现在让我们假设一种情况：即输入电压UI是恒定的，但负载电阻RL随着电压的稳定而变化。

由于负载电阻RL变小会直接导致负载路径电流IR变大，所以流过限流电阻的电流IR会增大，导致限流电阻的压降增大，所以稳压管两端的电压(即负载电阻两端的电压UO)变小，导致稳压电流IDZ减小；这样就会引起限流电阻电流减小，因此，限流电阻电压当然会减小，最终导致稳压器的电压增大，即负载电阻两端的电压增大。这个过程的核心是稳压管末端的电压降低，导致稳压管的电流上升，从而推动稳压管两端的电压再次上升。具体变更流程如下图8所示：

此外，如果假定负载电阻恒定，输入电压增加或减少，则电压稳定过程的推导与上述相似，此处不再重复。

下面我们根据这一典型稳压电路的一组数据计算限流电阻的电阻值。具体参数如下：

电源电压波动范围：13~15V

负载电阻范围：300~500

稳压器工作电流范围：5~40ma

稳压器工作电压：6V

对于限流电阻的电阻值，我们首先要知道它不能太大，也不能太小，太大会导致稳压器电流过度损坏，太小会导致稳压器位于反向截止区域而不能进入稳压器工作状态。因此限流电阻会有上限和下限，导致稳压器分别工作在最小和最大限流状态，这是由电源电压波动和负载电阻变化引起的。因此，根据前面的定性分析，我们可以很容易地分析这两种状态，如下表所示：

可以看出，在情形2中，当负载电阻值最大时，负载路径的电流相对最小，而电源电压最大。这两个因素共同作用于稳压管，产生稳压管的最大电流。这种情况与下图9所示的水库泄流情况类似：

图9中副闸的作用是配合主闸控制水位，适当时对主闸进行保护，避免水压过大。如果在上游进水量增加的同时，主闸门关闭到最小，那么在这两种情况下，副闸门将面临最大水流极限。这里，储层模型与稳压电路的对应关系如下：

主栅极负载电阻

二级闸阀压力调节器

上游水量增加-供应电压增加

主闸门开启关闭，负载阻力增大

辅助闸水最大值-调节管的最大电流

由上述关系可以计算出，当稳压管的工作电流最小，输入电压最小，负载电流最大时，则对应的限流电阻最大：

同样，很容易计算出最小限流电阻为180，我们可以取中间电阻220(标准电阻中没有230电阻)。

（四）稳压二极管典型电路限流电阻计算

调压管在使用中应注意以下问题：

1、使用稳压器时，应串联一个限流电阻，以保护稳压器并设定其工作电流。

2. 稳压器的实际稳定电压值在一个范围内。同一批稳压管的实际稳定电压值可能不同，但不会与标称稳定电压值相差太大。

3、稳压器可串联使用，串联有四种不同的连接方式，不同连接方式的稳压器数值也不同。一般不并行使用。

4. 为了使稳压效果更加稳定，有必要使稳压器工作在中深击穿状态，因此输入电压值优于稳定电压值的2~3倍，即Uin=2~3 (UZD)

)，例如，如果要将电压稳定在12伏，而输入电压为18伏，虽然可以稳定电压，但稳压器处于浅击穿状态，稳定电压效果不好。

5. 稳压器在工作状态下电流值不高。比如上面的1N47XXA系列小于100ma，所以不适合大功率的场合。

6、稳压管的稳定电压有一定的范围，不适合要求高精度电压的场合。此时，可以使用专用稳压模块代替。