齐纳二极管稳压器电路及工作条件

齐纳二极管稳压器是基于齐纳二极管的特定特性。当齐纳二极管工作在击穿或齐纳区域时，它两端的电压对于通过它的电流的大变化来说基本上是恒定的。正是齐纳二极管的这一特性使其可以用作电压调节器。

齐纳二极管稳压器

稳压器 通过萨斯米塔 2015 年 10 月 1 日

齐纳二极管稳压器

齐纳二极管稳压器是基于齐纳二极管的特定特性。当齐纳二极管工作在击穿或齐纳区域时，它两端的电压对于通过它的电流的大变化来说基本上是恒定的。正是齐纳二极管的这一特性使其可以用作电压调节器。

稳压二极管稳压电路图

只要输入电压 Vin 大于齐纳电压 VZ ，齐纳二极管就工作在击穿区域并在负载上保持恒定电压。串联限制电阻 RS 限制输入电流。

尽管负载电流或输入电压发生变化，齐纳二极管将保持负载两端的恒定电压。随着负载电流的增加，齐纳电流减小，因此通过电阻 RS 的电流是恒定的。由于输出电压 = Vin – IRS，且 I 为常数，因此输出电压保持不变。如果负载电流减小，则相反。该电路还将校正输入电压的变化。

如果输入电压 Vin 增加，更多电流将流过齐纳二极管，RS 上的电压降将增加，但负载电压将保持恒定。如果输入电压降低，则相反。

稳压二极管正常工作的必要条件

齐纳二极管必须工作在击穿区域或调节区域，即在 IZ (max) 和 IZ (min) 之间。电流 IZ (min)（一般为 10 mA）是将齐纳二极管置于导通状态即调节区的最小齐纳电流。电流 IZ (max) 是齐纳二极管可以传导而不会因过热而损坏的最大齐纳电流。

齐纳二极管不应超过最大耗散功率，否则会因过热而损坏。如果齐纳二极管的最大功耗为 PZ (max)，齐纳电压为 VZ，则

RL 有一个最小值，以确保齐纳二极管将保持在调节区，即击穿区。如果 RL 的值低于该最小值，则在齐纳二极管上将无法提供适当的电压来驱动其进入击穿区域。

齐纳二极管稳压器的缺点

对于重负载电流，它的效率很低。这是因为如果负载电流很大，串联限流电阻会有相当大的功率损耗。

由于齐纳阻抗，输出电压略有变化，因为 Vout = VZ + IZ ZZ。负载电流的变化会产生齐纳电流的变化。因此，输出电压也会发生变化。因此，该电路的使用仅限于负载电流和输入电压变化很小的应用。

众所周知，稳压器是一种让负载上的输出电压保持恒定而不随负载电流变化的电路。例如，负载可以是微控制器系统，这就要求电源电压保持恒定，即使其电流会随着系统活动的变化而变化。齐纳二极管稳压器提供了一种非常简单的方法来将负载电压VL保持与齐纳二极管的反向击穿电压相同的值，只要负载电阻RL保持在高于某一下限。电压源VIN和电阻RS通过戴维宁等效电路模拟了输入电路特性，比如将一个高电压（如120 V交流电源）转换为未经调节和滤波的较低直流电压源。

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