稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊的面接触型硅晶体二极管。稳压二极管的伏安特性曲线与硅二极管的伏安特性曲线完全一样，稳压二极管伏安特性曲线的反向 区、符号和典型应用电路如图1所示。稳压二极管的特性曲线与普通二极管基本相似，只是稳压二极管的反向特性曲线比较陡。稳压二极管的正常工作范围，是在伏 安特性曲线上的反向电流开始突然上升的部分。这一段的电流，对于常用的小功率稳压管来讲，一般为几毫安至几十毫安。

(a)符号   (b)伏安特性                              (c)应用电路 
图1 稳压二极管的伏安特性 

稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。

常用稳压二极管的型号及稳压值如下表：

型号：1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761

稳压值：3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V 

稳压二极管的主要参数

（1）稳定电压Vz：稳定电压就是稳压二极管在正常工作时，管子两端的电压值。这个数值随工作电流和温度的不同略有改变，既是同一型号的稳压二极管，稳定电压值也有一定的分散性， 例如2CW14硅稳压二极管的稳定电压为6～7.5V。

（2）耗散功率PM：反向电流通过稳压二极管的PN结时，要产生一定的功率损耗，PN结的温度也将升高。根据允许的PN结工作温度决定出管子的耗散功率。通常小功率管约为几百毫瓦至几瓦。

最大耗散功率PZM：是稳压管的最大功率损耗取决于PN结的面积和散热等条件。反向工作时，PN结的功率损耗为：PZ=VZ*IZ，由PZM和VZ可以决定IZmax。

（3）稳定电流IZ、最小稳定电流IZmin、大稳定电流IZmax 稳定电流：工作电压等于稳定电压时的反向电流； 最小稳定电流：稳压二极管工作于稳定电压时所需的最小反向电流； 最大稳定电流：稳压二极管允许通过的最大反向电流。

(4)动态电阻rZ：其概念与一般二极管的动态电阻相同，只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。

rz=△VZ/△IZ

(5)稳定电压温度系数：温度的变化将使VZ改变，在稳压管中，当|VZ| ＞7 V时，VZ具有正温度系数，反向击穿是雪崩击穿。

当|VZ|＜4V时，VZ具有负温度系数，反向击穿是齐纳击穿。

当4V＜|VZ|＜7V时，稳压管可以获得接近零的温度系数。这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用。

稳压二极管的检测

（1）正、负电极的判别 从外形上看，金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形，负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极，另一端为正极。对标志不清 楚的稳压二极管，也可以用万用表判别其极性，测量的方法与普通二极管相同，即用万用表R×1k档，将两表笔分别接稳压二极管的两个电极，测出一个结果后， 再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中，阻值较小那一次，黑表笔接的是稳压二极管的正极，红表笔接的是稳压二极管的负极。

若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大，则说明该二极管已击穿或开路损坏。

（2）稳压值的测量 用0~30V连续可调直流电源，对于13V以下的稳压二极管，可将稳压电源的输出电压调至15V，将电源正极串接1只1.5kΩ限流电阻后与被测稳压二极 管的负极相连接，电源负极与稳压二极管的正极相接，再用万用表测量稳压二极管两端的电压值，所测的读数即为稳压二极管的稳压值。若稳压二极管的稳压值高于 15V，则应将稳压电源调至20V以上。

也可用低于1000V的兆欧表为稳压二极管提供测试电源。其方法是：将兆欧表正端与稳压二极管的负极相接，兆欧表的负端与稳压二极管的正 极相接后，按规定匀速摇动兆欧表手柄，同时用万用表监测稳压二极管两端电压值（万用表的电压档应视稳定电压值的大小而定），待万用表的指示电压指示稳定 时，此电压值便是稳压二极管的稳定电压值。

若测量稳压二极管的稳定电压值忽高忽低，则说明该二极管的性不稳定。 

稳压二极管的应用

稳压管常用在整流滤波电路之后，用于稳定直流输出电压的小功率电源设备中。 

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如图2所示，由R、Dz组成的就是稳压电路，稳压管在电路中稳定电压的原理如下： 

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只要R参数选得适当，就可以基本上抵消Vi的升高值，因而使Vo基本保持不变。

可见，在这种稳压电路中， 起自动调节作用的主要是稳压二极管Dz，当输出电压有较小的变化时， 将引起稳压二极管电流Iz的较大变化，通过限流电阻R的补偿作用，保持输出电压Vo基本不变。 

限流电阻R的选择：

（1）当I0=I0min、VI=VImax时要求： 

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（2）当I0=I0max、VI=VImin时要求： 

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故R的取值范围为：

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稳压二极管的选用

稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。

选用的稳压二极管，应满足应用电路中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同，稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右。

稳压二极管的代换

稳压二极管损坏后，应采用同型号稳压二极管或电参数相同的稳压二极管来更换。

可以用具有相同稳定电压值的高耗散功率稳压二极管来代换耗散功率低的稳压二极管，但不能用耗散功率低的稳压二极管来代换耗散功率高的稳压二极管。例如，0.5W、6.2V的稳压二极管可以用1W、6.2V稳压二极管代换。

【Zener diode参考基准设计】

IC参考很受电路设计者的欢迎，因为它们不仅精确而且飘移很小。在我今后的一些专栏文章中，将陆续讨论三种IC参考：埋入式齐纳二极管、带隙及XFET。当您用齐纳二极管进行参考设计时，由于齐纳二极管相对较简单，因此可用它来演示设计过程，而使用中的问题会让您庆幸有IC参考。电路指标为：V_CC=30V±10%、8.445 V_REF 9.555、ΔV_REF 200 mV、100 kΩ R_LOAD200 kΩ及0°C T_A 80°C。 

第一次试用可选择一个9.1V的1N757齐纳二极管。请注意，最大温度系数为6 mV/°C，齐纳二极管电压容差为±5%。计算出的参考电压等于最大指标：V_REF=(1.05)(9.1)=9.555V，但温飘为ΔV_REF=(80-25)(6 mV)=0.330V，超过了最大温飘电压指标。 
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将一个信号二极管与一个1N756 8.2V齐纳二极管串联，这样信号二极管的负温度系数即可部分抵消齐纳二极管的正温度系数（图1）。二极管的温度系数为 -2.1至-2.3 mV/°C，而8.2V齐纳二极管的温度系数则为5.4 mV/°C，因此组合最大温度系数为3.3 mV/°C。在这种情况下，ΔV_REF=181.5 mV，满足指标，但最小参考电压V_REF=(0.95)(8.2)+0.5=8.29V，小于规定的8.445V极限值。 

由于其他齐纳特征（例如齐纳阻抗及偏置电流等）会影响ΔV_REF，因此此分析并不完整。现在不应该再使用一个纯粹的齐纳二极管，而是应该使用一个温度补偿齐纳二极管。1N935拥有9.075V的齐纳电压与5%的容差以及2 mV/°C的温度系数；而I_Z=7.5 mA时的齐纳阻抗为20Ω，其中I_Z为齐纳测试电流。电压参考为8.62 V_REF 9.53。快速计算一下温度系数的误差可得到电压变化的最大值ΔV_REF1=110 mV。到目前为止，参数都很不错，但您需要进行进一步的计算以获得完整的图象。 

计算R_BIAS，得R_BIAS=(V_CC-V_REF)/I_Z=(30-9)/7.5=2885Ω，取R_BIAS=2800Ω±2%。（图1中的温度补偿齐纳管包括了二极管。）由于存在电源和电阻公差，因此I_Z的变化范围从[(30)(0.9)-9.53-0.11]/2.8(1.02)=6.07 mA到 [(30)(1.1)-8.62-0.05]/2.8(0.98)=8.86 mA。负载电阻的改变使I_Z变化大约90 μA，可忽略不计。温度补偿齐纳管的电流改变对应于大约±5Ω的齐纳阻抗变化（参考文献1），但ΔV_REF只变化了大约 ±37.5 mV。您还应该考虑齐纳电压的变化。由于I_Z的漂移，当ΔVREF变化 ±50 mV时，齐纳管的工作点发生了变化。此外，还需记住，直流电压所包含的最大宽带半导体噪声为20 μV。 

最终得到电压参考变化为110+37.5+50=197.5 mV。有人会认为这种分析不够严密，的确如此，但这种分析可让您对齐纳参考的使用有一些了解。如果VCC低至12V，则齐纳二极管就不能满足指标。R_LOAD较大时，负载阻抗变化不会影响设计计算。而小一点的2kΩ负载阻抗，变化1 kΩ时即会导致IZ的巨大变化，这就需要使用一个齐纳二极管缓冲器。如果齐纳二极管为电路的一部分，则您可以用激光来对R_LOAD进行调整，这样就没有必要增加缓冲器。这种埋入式齐纳二极管电压参考方法似乎是一种建立电压参考的较好方法。 

【文章来源】

1. http://keendawn.blog.163.com/blog/static/888807432009412102357515/

2. TI 官方网站