稳压二极管,也被称作齐纳二极管,是二极管系列中的重要一员。它的显著特性是 PN 结在反向击穿区工作时,能够展现出稳定电压的特性。和其他二极管一样,稳压二极管也具备正向导通特性。
稳压二极管的正向导通特性与普通二极管并无二致,规格书通常会给出正向导通参数,例如正向导通电压。不过,并非所有正向导通参数都会明确列出,像正向持续电流就可能缺失。但我们可以依据规格书提供的其他参数进行计算得出。

稳压二极管与普通二极管在反向特性上存在较大差异。普通二极管当反向电压超过值时,会发生击穿现象,造成性损坏;而稳压二极管采用了特殊制造工艺,当反向电压增大时,只要反向电流未超出值,它就不会损坏,并且在较大的反向电流范围内,能稳定在标称电压值上。
当然,这里所说的标称电压值的稳定是相对的,存在一定范围的波动。这是因为稳压二极管的稳定电压会随电流大小的变化而改变,尽管变化幅度较小。所以,在一些基准电压电路中,会为稳压二极管提供稳定的反向电流,如恒流源。

稳压二极管有几个关键参数需要我们重点关注:
- 稳定电压:指在规定电流下,稳压二极管的稳定反向击穿电压值。由于一致性问题,稳压二极管在规定电流下的稳压值并非固定不变,而是处于一个范围之内。并且,反向电流越大,稳定电压值就越稳定。
- 稳定电流:是稳压二极管标称稳定电压对应的测试电流。稳压二极管的反向电流存在值和值,只有工作在这个区间内,才能输出稳定电压。其中,值是稳压二极管正常工作并保持稳定电压的电流,若低于该值,稳压二极管的电压将不稳定且小于标称稳电压;值则是稳压二极管能够承受的反向电流,超过此值,稳压二极管会因过热而性损坏,它与耗散功率密切相关。
- 动态电阻:即稳压二极管两端的电压变化与反向电流变化的比值。这是衡量稳压二极管性能的重要指标,动态电阻越小,稳压性能就越好。
- 耗散功率:表示稳压二极管能够承受的持续工作功率。因为 PN 结有电流通过时会产生热量,随着电流增大,PN 结温度也会升高。所以,耗散功率决定了稳压二极管的反向电流。
- 漏电流:指在规定的稳定电压下,稳压二极管的反向漏电流。在电源线保护电路中,这个参数需要特别留意。


稳压二极管在实际应用中有以下常见场景及相关电流计算方法:
- 应用于电源线:电源线容易受到静电或过压脉冲等因素影响,因此必须对电源线路进行保护。一般情况下,电源线路的工作电压要小于稳压二极管的标称稳定电压。

- 应用于基准电压:由于稳压二极管的稳定电压与反向电流相关,所以需要为其提供稳定的反向电流。在要求较高的情况下,可以使用恒流源。

- 电流计算示例:
- 当 D 是 5V6 的稳压二极管,Vi 为 12V、R 是 500Ω、RL 为 10k 时,我们可以根据相关公式算出流过稳压二极管的电流。因为负载是确定的,负载电压等于稳压二极管的电压,所以能进一步算出稳压二极管的反向电流。
- 若 D 是 5V6 的稳压二极管,Vi 为 12V、R 是 5k、RL 为 500Ω、Q 为 NPN 三极管。我们可以先算出负载电阻 RL 的电压,再算出流过电阻 R 的电流,进而推算出稳压二极管的反向电流。
在电子电路设计中,深入了解稳压二极管的特性、参数及电流计算方法,对于保障电路的稳定运行至关重要。通过合理选择和应用稳压二极管,能够有效提高电路的性能和可靠性。