基本介紹
基本釋義,原理,主要參數,故障特點,識別判斷,套用,正反向串聯,
基本釋義
穩壓二極體，是指利用pn結反向擊穿狀態，其電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變的現象，製成的起穩壓作用的二極體。
原理
穩壓二極體的伏安特性曲線的正向特性和普通二極體差不多，反向特性是在反向電壓低於反向擊穿電壓時，反向電阻很大，反向漏電流極小。但是，當反向電壓臨近反向電壓的臨界值時，反向電流驟然增大，稱為擊穿，在這一臨界擊穿點上，反向電阻驟然降至很小值。儘管電流在很大的範圍內變化，而二極體兩端的電壓卻基本上穩定在擊穿電壓附近，從而實現了二極體的穩壓功能。
主要參數
1.Uz— 穩定電壓
指穩壓管通過額定電流時兩端產生的穩定電壓值。該值隨工作電流和溫度的不同而略有改變。由於製造工藝的差別，同一型號穩壓管的穩壓值也不完全一致。例如，2CW51型穩壓管的Vzmin為3.0V, Vzmax則為3.6V。
2.Iz— 額定電流
指穩壓管產生穩定電壓時通過該管的電流值。低於此值時，穩壓管雖並非不能穩壓，但穩壓效果會變差;高於此值時，只要不超過額定功率損耗，也是允許的，而且穩壓性能會好一些，但要多消耗電能。
3.Rz— 動態電阻
指穩壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變，一般是工作電流愈大，動態電阻則愈小。例如，2CW7C穩壓管的工作電流為 5mA時，Rz為18Ω;工作電流為1OmA時，Rz為8Ω;為20mA時，Rz為2Ω ; > 20mA則基本維持此數值。
4.Pz— 額定功耗
由晶片允許溫升決定，其數值為穩定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩壓管的Vz為3V，Izm為20mA，則該管的Pz為60mWo
5. α---溫度係數
如果穩壓管的溫度變化，它的穩定電壓也會發生微小變化，溫度變化1℃所引起管子兩端電壓的相對變化量即是溫度係數（單位：﹪/℃）。一般說來穩壓值低於6V屬於齊納擊穿，溫度係數是負的；高於6V的屬雪崩擊穿，溫度係數是正的。溫度升高時，耗盡層減小，耗盡層中，原子的價電子上升到較高的能量，較小的電場強度就可以把價電子從原子中激發出來產生齊納擊穿，因此它的溫度係數是負的。雪崩擊穿發生在耗盡層較寬電場強度較低時，溫度增加使晶格原子振動幅度加大，阻礙了載流子的運動。這種情況下，只有增加反向電壓，才能發生雪崩擊穿，因此雪崩擊穿的電壓溫度係數是正的。這就是為什麼穩壓值為15V的穩壓管其穩壓值隨溫度逐漸增大的，而穩壓值為5V的穩壓管其穩壓值隨溫度逐漸減小的原因。例如2CW58穩壓管的溫度係數是+0.07%/°C，即溫度每升高1°C，其穩壓值將升高0.07%。
對電源要求比較高的場合，可以用兩個溫度係數相反的穩壓管串聯起來作為補償。由於相互補償，溫度係數大大減小，可使溫度係數達到0.0005%/℃。
6.IR— 反向漏電流
指穩壓二極體在規定的反向電壓下產生的漏電流。例如2CW58穩壓管的VR=1V時，IR=O.1uA;在VR=6V時，IR=10uA。
故障特點
穩壓二極體的故障主要表現在開路、短路和穩壓值不穩定。在這3種故障中，前一種故障表現出電源電壓升高；後2種故障表現為電源電壓變低到零伏或輸出不穩定。
識別判斷
正負極識別
從外形上看，金屬封裝穩壓二極體管體的正極一端為平面形，負極一端為半圓面形。塑封穩壓二極體管體上印有彩色標記的一端為負極，另一端為正極。對標誌不清楚的穩壓二極體，也可以用萬用表判別其極性，測量的方法與普通二極體相同，即用萬用表R×1k檔，將兩表筆分別接穩壓二極體的兩個電極，測出一個結果後，再對調兩表筆進行測量。在兩次測量結果中，阻值較小那一次，黑表筆接的是穩壓二極體的正極，紅表筆接的是穩壓二極體的負極。這裡指的是指針式萬用表。
色環穩壓二極體識別
色環穩壓二極體國內產品很少見，大多數來自國外，尤其以日本產品居多。一般色環穩壓二極體都標有型號及參數，詳細資訊可在元件手冊上查到。而色環穩壓二極體體積小、功率小、穩壓值大多在10V以內，極易擊穿損壞。色環穩壓二極體的外觀與色環電阻十分相似，因而很容易弄錯。色環穩壓二極體上的色環代表兩個含義：一是代表數字，二是代表小數點位數（通常色環穩壓二極體都是取一位小數，用棕色表示。也可理解為倍率即：×10（的－1次方），具體顏色對應的數字同色環電阻）
由於小功率穩壓二極體體積小，在管子上標註型號較困難，所以一些國外產品採用色環來表示它的標稱穩定電壓值。如同色環電阻一樣，環的顏色有棕、紅、橙、黃、綠、藍、紫、灰、白、黑，它們分別用來表示數值1、2、3、4、5、6、7、8、9、0。
有的穩壓二極體上僅有2道色環，而有的卻有3道。最靠近負極的為第1環，後面依次為第2環和第3環。
僅有2道色環的。標稱穩定電壓為兩位數，即“×× V”（幾十幾伏）。第1環表示電壓十位上的數值，第2環表示個位上的數值。如：第1、2環顏色依次為紅、黃，則為24V。
有3道色環，且第2、3兩道色環顏色相同的。標稱穩定電壓為一位整數且帶有一位小數，即“×.× V”（幾點幾伏）。第1環表示電壓個位上的數值。第2、3兩道色環（顏色相同）共同表示十分位（小數點後第一位）的數值。如：第1、2、3環顏色依次為灰、紅、紅，則為8.2V。
有3道色環，且第2、3兩道色環顏色不同的。標稱穩定電壓為兩位整數並帶有一位小數，即“××.× V”（幾十幾點幾伏）。第1環表示電壓十位上的數值。第2環表示個位上的數值。第3環表示十分位（小數點後第一位）的數值。不過這種情況較少見，如：棕、黑、黃（10.4V）和棕、黑、灰（10.8V）常用穩壓二極體的型號對照表（註：後面的二極體型號是以1開頭的，如1N4728,1N4729等）
與普通整流二極體的區分
首先利用萬用表R×1K擋，按把被測管的正、負電極判斷出來。然後將萬用表撥至R×10K擋上，黑表筆接被測管的負極，紅表筆接被測管的正極，若此時測得的反向電阻值比用R×1K擋測量的反向電阻小很多，說明被測管為穩壓管；反之，如果測得的反向電阻值仍很大，說明該管為整流二極體或檢波二極體。這種識別方法的道理是，萬用表R×1K擋內部使用的電池電壓為1.5V，一般不會將被測管反向擊穿，使測得的電阻值比較大。而R×10K擋測量時，萬用表內部電池的電壓一般都在9V以上，當被測管為穩壓管，切穩壓值低於電池電壓值時，即被反向擊穿，使測得的電阻值大為減小。但如果被測管是一般整流或檢波二極體時，則無論用R×1K擋測量還是用R×10K擋測量，所得阻值將不會相差很懸殊。注意，當被測穩壓二極體的穩壓值高於萬用表R×10K擋的電壓值時，用這種方法是無法進行區分鑑別的。
套用
典型的串聯型穩壓電路
在此電路中，三極體T的基極被穩壓二極體D穩定在13V，那么其發射極就輸出恆定的13-0.7=12.3V電壓了，在一定範圍內，無論輸入電壓升高還是降低，無論負載電阻大小變化，輸出電壓都保持不變。這個電路在很多場合下都有套用。7805就是一種串聯型集成穩壓電路，可以輸出5V的電壓。7805-7824可以輸出5-24V電壓。在很多電器上都有套用。
電視機里的過壓保護電路
115V是電視機主供電電壓，當電源輸出電壓過高時，D導通，三極體T導通，其集電極電位將由原來的高電平（5V）變為低電平，通過待機控制線的電壓使電視機進入待機保護狀態.
電弧抑制電路
在電感線圈上並聯接入一隻合適的穩壓二極體（也可接入一隻普通二極體原理一樣）的話，當線圈在導通狀態切斷時，由於其電磁能釋放所產生的高壓就被二極體所吸收，所以當開關斷開時，開關的電弧也就被消除了。這個套用電路在工業上用得比較多，如一些較大功率的電磁吸控制電路就用到它.
正反向串聯
正反向串聯的作用
如果是兩個穩壓二極體反向串聯，正、反方向電壓到達穩壓值時，電壓被鉗位（即不能再升高）。
1、經常在功率較大的放大電路，功率管的柵極G與源極S即發射結一個穩壓二極體，這是通過限制電壓對G-S起保護作用，防止G-S之間的絕緣層被過高的電壓擊穿。
2、兩個二極體反向串聯後對與之並聯的電路可起過壓保護作用，當電路過壓時，二極體首先擊穿短路；
