一.稳压二极管的原理与特性
稳压二极管（也称齐纳二极管）是一种特殊的二极管，其核心功能是稳定电压。普通二极管正向导通、反向截止，但反向电压超过耐压值时会击穿损坏。稳压二极管在反向击穿时，即使通过较大电流也不会损毁，且电压保持稳定，这种特性称为"反向击穿稳压"。
稳压二极管的伏安特性曲线显示，当反向电压达到稳定值（Uz）时，电流急剧增加但电压几乎不变。其动态电阻（r=ΔU/ΔI）越小，稳压性能越好。动态电阻与工作电流相关：电流越大，动态电阻越小，但需注意不超过最大允许电流（Izmax）。
常见型号如2CW、2DW系列，其稳定电压（Uz）有固定范围（例如2CW11为3.2~4.5V）。若需更高稳压值，可串联硅二极管（每只正向压降约0.6~0.7V）。温度会影响稳定性，温度系数表示电压随温度变化的程度（如2CW19温度系数为0.095%/℃），高精度场合需温度补偿。
二.稳压二极管的核心参数
1. 稳定电压（Uz）
指反向击穿后两端的恒定电压值，同一型号的管子Uz存在离散性（如2CW11的Uz在3.2~4.5V间波动）。
2. 动态电阻（r）
反映稳压性能的关键参数，计算公式：
ΔU为电压变化量，ΔI为电流变化量。r越小，稳压效果越好。
3. 最大允许电流（Izmax）
超过此值会导致过热损坏，需通过限流电阻控制工作电流。
4. 温度系数
正温度系数（Uz随温度升高）或负温度系数（Uz随温度降低），低温度系数型号适合精密电路。
三.基本稳压电路设计
典型电路由稳压管（DW）、限流电阻（R1）和负载（Rfz）组成（图5-19a）。负载与稳压管并联，R1串联在输入侧。工作原理分三种情况：
1. 输入电压（Usr）升高时
负载电压（Usc）略微上升→稳压管电流（Iz）急剧增加→R1压降增大→抵消Usr升高，Usc保持稳定。
2. 输入电压（Usr）降低时
Usc略微下降→Iz急剧减小→R1压降减小→补偿Usr下降，Usc维持不变。
3. 负载电流变化时
若负载电流增大→R1压降增大→Usc下降→Iz减小→R1压降自动调整，稳定Usc。
四.电路设计要点
1. 限流电阻计算
R1需满足两个条件：
输入电压最低时，电流大于稳压管最小工作电流（Izmin）：
输入电压最高时，电流不超过Izmax：
2. 稳压管选型
Uz等于所需负载电压。
Izmax需大于最大负载电流的1.5倍。
优先选动态电阻小、温度系数低的型号。
3. 功率估算
稳压管功耗：Pz=Uz×Iz，需小于额定功率。
限流电阻功耗：PR=(Usr-Uz)²/R1。
五.实际应用案例
案例1：5V简易稳压电路
输入电压Usr=9V±10%，负载电流10~50mA，选用2CW53（Uz=5V, Izmin=5mA, Izmax=100mA）。
计算R1范围：
取标称值47Ω，电阻功耗PR=(9.9-5)²/47≈0.5W（选1W电阻）。
案例2：12V高精度稳压
采用2DW7C（温度补偿型，Uz=6V±5%）串联2只硅二极管，总Uz≈7.2V。再叠加另一只2DW7C，最终Uz≈13.2V，通过调整二极管数量微调电压。
六.常见问题与改进
1. 负载变化过大时稳压失效
若负载电流超出稳压管调节能力，可加晶体管扩流（如图5-19b）。晶体管基极接稳压管，利用其电流放大作用分担负载电流。
2. 温度漂移问题
选用温度补偿型稳压管（如2DW系列）。
在高温环境中增加散热片。
3. 输入电压波动剧烈
前置LC滤波器或预稳压电路，减少输入变动对稳压管的影响。
七.扩展应用场景
1. 电压基准源
利用稳压管的稳定特性，为ADC、DAC提供参考电压，需选择低噪声型号（如LM385）。
2. 过压保护电路
将稳压管并联在敏感器件两端，电压超过Uz时导通分流，保护后级电路。
3. 电平转换
配合电阻实现TTL与CMOS电平之间的转换，利用稳压管钳位电压。
八.总结
稳压二极管通过反向击穿特性实现电压稳定，具有电路简单、成本低的优势，适合低功率、中精度场合。设计时需重点关注动态电阻、工作电流范围和温度影响，复杂系统可结合晶体管或集成稳压器提升性能。
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