一文讀懂：穩壓二極管的基礎知識
1 外形與符號
穩壓二極管又稱齊納二極管或反向擊穿二極管，它在電路中起穩壓作用。穩壓二極管的實物外形和電路符號如圖1所示。
圖1 穩壓二極管
2 工作原理
在電路中，穩壓二極管可以穩定電壓。要讓穩壓二極管起穩壓作用，必須將它反接在電路中（即穩壓二極管的負極接電路中的高電位，正極接低電位），穩壓二極管在電路中正接時的性質與普通二極管相同。下面以圖2 所示的電路來說明穩壓二極管的穩壓原理。
圖2 穩壓二極管的穩壓原理說明
穩壓二極管穩壓原理說明
圖2 中的穩壓二極管VD的穩壓值為5V，若電源電壓低于5V，當閉合開關S時，VD反向不能導通，無電流流過限流電阻R，UR=IR=0，電源電壓途經限流電阻R時，R上沒有壓降，故A點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，UVD也為4V，電源電壓在5V范圍內變化時，UVD也隨之變化。也就是說，當加到穩壓二極管兩端電壓低于它的穩壓值時，穩壓二極管處于截止狀態，無穩壓功能。
若電源電壓超過穩壓二極管穩壓值，如E=8V，當閉合開關S時，8V電壓通過電阻R送到A點，該電壓超過穩壓二極管的穩壓值，VD反向擊穿導通，馬上有電流流過電阻R和穩壓管VD，電流在流過電阻R時，R產生3V的壓降（即UR=3V），穩壓管VD兩端的電壓UVD=5V。
若調節電源E使電壓由8V上升到10V時，由于電壓的升高，流過R和VD的電流都會增大，因流過R的電流增大，R上的電壓UR也隨之增大（由3V上升到5V），而穩壓二極管VD上的電壓UVD維持5V不變。
穩壓二極管的穩壓原理可概括為：當外加電壓低于穩壓二極管穩壓值時，穩壓二極管不能導通，無穩壓功能；當外加電壓高于穩壓二極管穩壓值時，穩壓二極管反向擊穿，兩端電壓保持不變，其大小等于穩壓值（注：為了保護穩壓二極管并使它有良好的穩壓效果，需要給穩壓二極管串接限流電阻）。
3 應用
穩壓二極管在電路通常有兩種應用連接方式，如圖3所示。
圖3 穩壓二極管在電路中的兩種應用連接形式
在圖3（a）電路中，輸出電壓Uo取自穩壓二極管VD兩端，故Uo=UVD，當電源電壓上升時，由于穩壓二極管的穩壓作用，UVD穩定不變，輸出電壓Uo也不變。也就是說在電源電壓變化的情況下，穩壓二極管兩端電壓始終保持不變，該穩定不變的電壓可供給其他電路，使電路能穩定正常工作。
在圖3（b）電路中，輸出電壓取自限流電阻R兩端，當電源電壓上升時，穩壓二極管兩端電壓UVD不變，限流電阻R兩端電壓上升，故輸出電壓Uo也上升。穩壓二極管按這種接法是不能為電路提供穩定電壓的。
4 主要參數
穩壓二極管的主要參數有穩定電壓、最大穩定電流和最大耗散功率等。
（1）穩定電壓
穩定電壓是指穩壓二極管工作在反向擊穿時兩端的電壓值。同一型號的穩壓二極管，穩定電壓可能為某一固定值，也可能在一定的數值范圍內，例如2CW15的穩定電壓是7～8.8V，說明它的穩定電壓可能是7V，可能是8V，還可能是8.8V等。
（2）最大穩定電流
最大穩定電流是指穩壓二極管正常工作時允許通過的最大電流。穩壓管在工作時，實際工作電流要小于該電流，否則會因為長時間工作而損壞。
（3）最大耗散功率
最大耗散功率是指穩壓二極管通過反向電流時允許消耗的最大功率，它等于穩定電壓和最大穩定電流的乘積。在使用中，如果穩壓二極管消耗的功率超過該功率就容易損壞。
5 檢測
穩壓二極管的檢測包括極性判斷、好壞檢測和穩定電壓檢測。穩壓二極管具有普通二極管的單向導電性，故極性檢測與普通二極管相同，這里僅介紹穩壓二極管的好壞檢測和穩定電壓檢測。
（1）好壞檢測
萬用表撥至R×100Ω或R×1kΩ擋，測量穩壓二極管正、反向電阻，如圖4 所示。正常的穩壓二極管正向電阻小，反向電阻很大。
圖4 穩壓二極管的好壞檢測
若測得的正、反向電阻均為0，說明穩壓二極管短路。
若測得的正、反向電阻均為無窮大，說明穩壓二極管開路。
若測得的正、反向電阻差距不大，說明穩壓二極管性能不良。
注：對于穩壓值小于9V的穩壓二極管，用萬用表R×10kΩ擋（此擋位萬用表內接9V電池）測反向電阻時，穩壓二極管會被反向擊穿，此時測出的反向阻值較小，這屬于正常。
（2）穩壓值檢測
檢測穩壓二極管穩壓值可按下面兩個步驟進行。
第一步：按圖5所示的方法將穩壓二極管與電容、電阻和耐壓大于300V的二極管接好，再與220V市電連接。
圖5 穩壓二極管穩壓值的檢測
第二步：將萬用表撥至直流50V擋，紅、黑表筆分別接被測穩壓二極管的負、正極，然后在表盤上讀出測得的電壓值，該值即為穩壓二極管的穩定電壓值。圖5中測得穩壓二極管的穩壓值為15V。
