一文讀懂：穩(wěn)壓二極管的基礎(chǔ)知識(shí)
1 外形與符號(hào)
穩(wěn)壓二極管又稱齊納二極管或反向擊穿二極管，它在電路中起穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓二極管的實(shí)物外形和電路符號(hào)如圖1所示。
圖1 穩(wěn)壓二極管
2 工作原理
在電路中，穩(wěn)壓二極管可以穩(wěn)定電壓。要讓穩(wěn)壓二極管起穩(wěn)壓作用，必須將它反接在電路中（即穩(wěn)壓二極管的負(fù)極接電路中的高電位，正極接低電位），穩(wěn)壓二極管在電路中正接時(shí)的性質(zhì)與普通二極管相同。下面以圖2 所示的電路來(lái)說(shuō)明穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理。
圖2 穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理說(shuō)明
穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓原理說(shuō)明
圖2 中的穩(wěn)壓二極管VD的穩(wěn)壓值為5V，若電源電壓低于5V，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，VD反向不能導(dǎo)通，無(wú)電流流過(guò)限流電阻R，UR=IR=0，電源電壓途經(jīng)限流電阻R時(shí)，R上沒(méi)有壓降，故A點(diǎn)電壓與電源電壓相等，VD兩端的電壓UVD與電源電壓也相等，例如E=4V時(shí)，UVD也為4V，電源電壓在5V范圍內(nèi)變化時(shí)，UVD也隨之變化。也就是說(shuō)，當(dāng)加到穩(wěn)壓二極管兩端電壓低于它的穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，無(wú)穩(wěn)壓功能。
若電源電壓超過(guò)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值，如E=8V，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，8V電壓通過(guò)電阻R送到A點(diǎn)，該電壓超過(guò)穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值，VD反向擊穿導(dǎo)通，馬上有電流流過(guò)電阻R和穩(wěn)壓管VD，電流在流過(guò)電阻R時(shí)，R產(chǎn)生3V的壓降（即UR=3V），穩(wěn)壓管VD兩端的電壓UVD=5V。
若調(diào)節(jié)電源E使電壓由8V上升到10V時(shí)，由于電壓的升高，流過(guò)R和VD的電流都會(huì)增大，因流過(guò)R的電流增大，R上的電壓UR也隨之增大（由3V上升到5V），而穩(wěn)壓二極管VD上的電壓UVD維持5V不變。
穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理可概括為：當(dāng)外加電壓低于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓二極管不能導(dǎo)通，無(wú)穩(wěn)壓功能；當(dāng)外加電壓高于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓二極管反向擊穿，兩端電壓保持不變，其大小等于穩(wěn)壓值（注：為了保護(hù)穩(wěn)壓二極管并使它有良好的穩(wěn)壓效果，需要給穩(wěn)壓二極管串接限流電阻）。
3 應(yīng)用
穩(wěn)壓二極管在電路通常有兩種應(yīng)用連接方式，如圖3所示。
圖3 穩(wěn)壓二極管在電路中的兩種應(yīng)用連接形式
在圖3（a）電路中，輸出電壓Uo取自穩(wěn)壓二極管VD兩端，故Uo=UVD，當(dāng)電源電壓上升時(shí)，由于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓作用，UVD穩(wěn)定不變，輸出電壓Uo也不變。也就是說(shuō)在電源電壓變化的情況下，穩(wěn)壓二極管兩端電壓始終保持不變，該穩(wěn)定不變的電壓可供給其他電路，使電路能穩(wěn)定正常工作。
在圖3（b）電路中，輸出電壓取自限流電阻R兩端，當(dāng)電源電壓上升時(shí)，穩(wěn)壓二極管兩端電壓UVD不變，限流電阻R兩端電壓上升，故輸出電壓Uo也上升。穩(wěn)壓二極管按這種接法是不能為電路提供穩(wěn)定電壓的。
4 主要參數(shù)
穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)有穩(wěn)定電壓、最大穩(wěn)定電流和最大耗散功率等。
（1）穩(wěn)定電壓
穩(wěn)定電壓是指穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿時(shí)兩端的電壓值。同一型號(hào)的穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)定電壓可能為某一固定值，也可能在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，例如2CW15的穩(wěn)定電壓是7～8.8V，說(shuō)明它的穩(wěn)定電壓可能是7V，可能是8V，還可能是8.8V等。
（2）最大穩(wěn)定電流
最大穩(wěn)定電流是指穩(wěn)壓二極管正常工作時(shí)允許通過(guò)的最大電流。穩(wěn)壓管在工作時(shí)，實(shí)際工作電流要小于該電流，否則會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間工作而損壞。
（3）最大耗散功率
最大耗散功率是指穩(wěn)壓二極管通過(guò)反向電流時(shí)允許消耗的最大功率，它等于穩(wěn)定電壓和最大穩(wěn)定電流的乘積。在使用中，如果穩(wěn)壓二極管消耗的功率超過(guò)該功率就容易損壞。
5 檢測(cè)
穩(wěn)壓二極管的檢測(cè)包括極性判斷、好壞檢測(cè)和穩(wěn)定電壓檢測(cè)。穩(wěn)壓二極管具有普通二極管的單向?qū)щ娦裕蕵O性檢測(cè)與普通二極管相同，這里僅介紹穩(wěn)壓二極管的好壞檢測(cè)和穩(wěn)定電壓檢測(cè)。
（1）好壞檢測(cè)
萬(wàn)用表?yè)苤罵×100Ω或R×1kΩ擋，測(cè)量穩(wěn)壓二極管正、反向電阻，如圖4 所示。正常的穩(wěn)壓二極管正向電阻小，反向電阻很大。
圖4 穩(wěn)壓二極管的好壞檢測(cè)
若測(cè)得的正、反向電阻均為0，說(shuō)明穩(wěn)壓二極管短路。
若測(cè)得的正、反向電阻均為無(wú)窮大，說(shuō)明穩(wěn)壓二極管開(kāi)路。
若測(cè)得的正、反向電阻差距不大，說(shuō)明穩(wěn)壓二極管性能不良。
注：對(duì)于穩(wěn)壓值小于9V的穩(wěn)壓二極管，用萬(wàn)用表R×10kΩ擋（此擋位萬(wàn)用表內(nèi)接9V電池）測(cè)反向電阻時(shí)，穩(wěn)壓二極管會(huì)被反向擊穿，此時(shí)測(cè)出的反向阻值較小，這屬于正常。
（2）穩(wěn)壓值檢測(cè)
檢測(cè)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值可按下面兩個(gè)步驟進(jìn)行。
第一步：按圖5所示的方法將穩(wěn)壓二極管與電容、電阻和耐壓大于300V的二極管接好，再與220V市電連接。
圖5 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值的檢測(cè)
第二步：將萬(wàn)用表?yè)苤林绷?0V擋，紅、黑表筆分別接被測(cè)穩(wěn)壓二極管的負(fù)、正極，然后在表盤(pán)上讀出測(cè)得的電壓值，該值即為穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值。圖5中測(cè)得穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值為15V。
