穩(wěn)壓二極管的工作原理、特性及應用電路

一.穩(wěn)壓二極管原理及特性
　　一般三極管都是正向導通，反向截止；加在二極管上的反向電壓、如果超過二極管的承受能力，二極管就要擊穿損毀。但是有一種二極管，它的正向特性與普通二極管相同，而反向特性卻比較特殊：當反向電壓加到一定程度時，雖然管子呈現擊穿狀態(tài)，通過較大電流，卻不損毀，并且這種現象的重復性很好；反過來著，只要管子處在擊穿狀態(tài)，盡管流過管子的電在變化很大，而管子兩端的電壓卻變化極小起到穩(wěn)壓作用。這種特殊的二極管叫穩(wěn)壓管。
　　　穩(wěn)壓管的型號有2CW、2DW 等系列，它的電路符號如圖5－17所示。

　　穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓特性，可用圖5一18所示伏安特性曲線很清楚地表示出來。

　　穩(wěn)壓管是利用反向擊多區(qū)的穩(wěn)壓特性進行工作的，因此、穩(wěn)壓管在電路中要反向連接。穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓稱為穩(wěn)定電壓、不同類型穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓也不一樣，某一型號的穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值固定在口定范圍。例如：2CW11的穩(wěn)壓值是3.2伏到4．5伏，其中某一只管子的穩(wěn)壓值可能是3．5伏，另一只管子則可能是4，2伏。
在實際應用中，如果選擇不到穩(wěn)壓值符合需要的穩(wěn)壓管，可以選用穩(wěn)壓值較低的穩(wěn)壓管，然后串聯(lián)一辦或幾只硅二極管“枕墊”，把穩(wěn)定電壓提高到所需數值。這是利用硅二極管的正向壓降為0．6～0．7伏的特點來進行穩(wěn)壓的。因此，二極管在電路中必須正向連接，這是與穩(wěn)壓管不同的。
　　穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的好壞，可以用它的動態(tài)電阻r來表示：

　　顯然，對于同樣的電流變化量ΔI，穩(wěn)壓管兩端的電壓變化量ΔU越小，動態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓管性能就越好。
　　穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻是隨工作電流變化的，工作電流越大。動態(tài)電阻越小。因此，為使穩(wěn)壓效果好，工作電流要選得合。工作電流選得大些，可以減小動態(tài)電阻，但不能超過管子的最大允許電流（或最大耗散功率）。各種型號管子的工作電流和最大允許電流，可以從手冊中查到。
　　穩(wěn)壓管的穩(wěn)定性能受溫度影響，當溫度變化時，它的穩(wěn)定電壓也要發(fā)生變化，常用穩(wěn)定電壓的溫度系數來表示這種性能例如2CW19型穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uw= 12伏，溫度系數為0.095%℃ ，說明溫度每升高1℃，其穩(wěn)定電壓升高11.4毫伏。為提高電路的穩(wěn)定性能，往往采用適當的溫度補償措施。在穩(wěn)定性能要求很高時，需使用具有溫度補償的穩(wěn)壓，如2DW7A、2DW7W、2DW7C 等。
二.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路圖
　　由硅穩(wěn)壓管組成的簡單穩(wěn)壓電路如圖5-l9（a）所示。硅穩(wěn)壓管DW與負載Rfz，并聯(lián)，R1為限流電阻。

　　這個電路是怎樣進行穩(wěn)壓的呢？
    若電網電壓升高，整流電路的輸出電壓Usr也隨之升高，引起負載電壓Usc 升高。由于穩(wěn)壓管DW與負載Rfz并聯(lián)，Usc 只要有根少一點增長，就會使流過穩(wěn)壓管的電流急劇增加，使得I1也增大，限流電阻R1上的電壓降增大，從而抵消了Usr的升高，保持負載電壓Usc 基本不變。反之，若電網電壓降低，引起Usr下降，造成Usc 也下降，則穩(wěn)壓管中的電流急劇減小，使得I1減小，R1上的壓降也減小，從而抵消了Usr的下降，保持負載電壓Usc 基本不變。
　　若Usr 不變而負載電流增加，則R1上的壓降增加，造成負載電壓Usc 下降。Usc 只要下降一點點，穩(wěn)壓管中的電流就迅速減小，使R1上的壓降再減小下來，從而保持R1上的壓降基本不變，使負載電壓Usc 得以穩(wěn)定。

　　綜上所述可以看出，穩(wěn)壓管起著電流的自動調節(jié)作用，而限流電阻起著電壓調整作用。穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻越小，限流電阻越大，輸出電壓的穩(wěn)定性越好。