齐纳二极管或“击穿二极管”（有时也被称为“击穿二极管”）与标准 PN 结二极管基本相同，只是它们经过专门设计，具有低且指定的反向击穿电压，可利用任何反向电压应用于它。
在正向偏置方向上，即阳极相对于其阴极更正，当二极管两端的正向电压 V F超过 0.7 伏（硅）时，齐纳二极管的行为类似于普通结型二极管，导致齐纳二极管导通。
流过导通二极管的正向电流达到值仅由所连接的负载决定。因此，在正向偏置方向上，齐纳二极管在其指定的电流和/或功率限制内表现得像常规二极管，因此，齐纳二极管的正向特性通常不重要。
然而，与传统二极管在反向偏置时阻止任何电流流经自身（即阴极变得比阳极更正）不同，一旦反向电压达到预定值，齐纳二极管就开始在反方向。
由于齐纳二极管被设计为工作在其特性曲线的反向击穿区域，因此它们具有固定的击穿电压，即在制造过程中确定的V Z值。当齐纳二极管两端的反向电压从 0 伏增加到其齐纳击穿电压时，小的反向电流或漏电流将流过二极管，该电流随着反向电压的增加而保持相当恒定。
一旦施加在齐纳二极管上的反向电压超过器件的额定电压，半导体耗尽层中就会发生称为齐纳击穿的过程，并且电流开始流过二极管以限制电压的增加。
现在流过齐纳二极管的电流急剧增加到其电路值（通常受到串联电阻器的限制）。一旦发生齐纳击穿，尽管流过二极管的齐纳电流 I Z可能变化很大，但二极管两端的电压降仍保持相当恒定。齐纳二极管两端的电压变得稳定的电压点称为“齐纳电压”( V Z )。对于齐纳二极管，击穿电压值的范围可以从几伏到几百伏。
在二极管半导体结构的掺杂阶段，可以非常地控制齐纳电压触发电流流过二极管的点（容差小于 1%），从而为二极管提供特定的齐纳击穿电压( V Z )例如，4.3V 或 7.5V。 IV 曲线上的齐纳击穿电压几乎是一条垂直的直线。
齐纳二极管 IV 特性
齐纳二极管特性
齐纳二极管以其“反向偏置”或反向击穿模式使用，即二极管阳极连接到负电源。从上面的IV特性曲线可以看出，齐纳二极管的反向偏置特性中，无论流过二极管的电流值如何，都有一个几乎恒定负电压的区域。
即使电流发生很大变化，只要齐纳二极管电流保持在击穿电流I Z(min)与其额定电流I Z(max)之间，该电压也几乎保持恒定。
齐纳二极管的这种自我控制能力可以非常有效地用于调节或稳定电压源以防止电源或负载变化。事实上，击穿区域中二极管两端的电压几乎恒定，这是齐纳二极管的一个重要特性，因为它可用于简单类型的稳压器应用。
电压调节器的功能是向与其并联的负载提供恒定的输出电压，而不管电源电压有纹波或负载电流有变化。齐纳二极管将继续调节其电压，直到二极管保持电流降至反向击穿区域中的I Z(min)值以下。
齐纳二极管稳压器
齐纳二极管可用于在变化的负载电流条件下产生低纹波的稳定电压输出。通过从电压源通过合适的限流电阻器 ( R S )让小电流流过二极管，齐纳二极管将传导足够的电流以维持Vout的压降。
我们记得在之前的教程中，半波或全波整流器的直流输出电压包含叠加在直流电压上的纹波，并且随着负载值的变化，平均输出电压也会变化。通过在整流器的输出端连接一个简单的齐纳稳定器电路（如下所示），可以产生更稳定的输出电压。
电阻器R S与齐纳二极管串联，以限制流过二极管的电流，电压源V S连接在该组合上。稳定的输出电压V out取自齐纳二极管两端。
齐纳二极管的阴极端子连接到直流电源的正轨，因此它是反向偏置的，并且将在击穿条件下工作。选择电阻器R S以限制电路中流动的电流。
当电路没有连接负载时，负载电流将为零（ IL = 0 ） ，并且所有电路电流都流过齐纳二极管，齐纳二极管又消耗其功率。
此外，当连接负载电阻R L时，串联电阻R S的值较小将导致更大的二极管电流，而较大的串联电阻将增加二极管的功耗要求，因此在选择适当的串联值时必须小心电阻，以便在空载或高阻抗条件下不超过齐纳管的额定功率。
负载与齐纳二极管并联，因此R L两端的电压始终与齐纳电压相同 ( VR = V Z )。
存在一个齐纳电流，对于该齐纳电流，电压稳定是有效的，并且齐纳电流必须始终保持在该值以上，在其击穿区域内的负载下工作。电流的上限当然取决于设备的额定功率。电源电压V S必须大于V Z。
齐纳二极管稳定器电路的一个小问题是，二极管在尝试稳定电压时有时会在直流电源顶部产生电噪声。通常，这对于大多数应用来说不是问题，但可能需要在齐纳管输出端添加一个大值去耦电容器以提供额外的平滑。
然后稍微总结一下。齐纳二极管始终在反向偏置条件下工作。因此，可以使用齐纳二极管设计一个简单的稳压器电路，以在负载上保持恒定的直流输出电压，而不管输入电压的变化或负载电流的变化。
齐纳电压调节器由与输入电压V S串联的限流电阻R S以及在此反向偏置条件下与负载R L并联的齐纳二极管组成。稳定的输出电压始终选择与二极管的击穿电压V Z相同。
教程示例 No1
需要从 12V 直流电源输入源产生 5.0V 稳定电源。齐纳二极管的额定功率P Z为2W。使用上面的齐纳稳压器电路计算：
一个）。 流过齐纳二极管的电流。
b). 串联电阻的值R S
齐纳二极管串联电阻
c).如果在齐纳二极管上连接1kΩ的负载电阻，则 负载电流I L 。
负载电流
d).满载时的 齐纳电流I Z 。
串联电流
齐纳二极管电压
除了产生单个稳定电压输出外，齐纳二极管还可以与普通硅信号二极管串联连接在一起，以产生各种不同的参考电压输出值，如下所示。
串联齐纳二极管
参考电压
可以选择各个齐纳二极管的值以适合应用，而硅二极管在正向偏置条件下始终会下降约 0.6 - 0.7V。电源电压Vin当然必须高于输出参考电压，在上面的示例中为 19v。
用于通用电子电路的典型齐纳二极管是 500mW、BZX55系列或更大的 1.3W、BZX85系列，其中齐纳电压给出为，例如， 7.5V 二极管的C7V5，给出二极管参考号BZX55C7V5。
500mW 系列齐纳二极管的电压范围为约 2.4 至约 100 V，通常具有与 5% (E24) 电阻器系列相同的值序列，这些小型但非常有用的二极管的单独电压额定值在下表。
