侯佳儀
設計穩壓二極管電路時需要注意反向擊穿電流
穩壓二極管叫Zener，除了有著二極管的單向導通特性，還有著反向擊穿穩壓的特性。當穩壓二極管被反向擊穿後，電壓不會隨電流的變化而變化。
穩壓二極管設計穩壓電路
使用穩壓二極管時，需要注意兩個重要參數：
Iz：反向擊穿電流，反向電流需要達到擊穿電流Iz，才會有穩壓效果。
Izm：最大反向電流，通過穩壓二極管的反向電流不能超過它的最大反向電流Izm，超規格使用會燒壞。
- 使用穩壓二極管時，穩壓二極管的負極需要連接到電源的正極，穩壓二極管的負極連接到電源的正極，才能實現反向擊穿穩壓。
- 使用穩壓二極管設計穩壓電路時，需要合理設置限流電阻和負載的功率。
- 輸入的電流會分流為兩部分，一部分流過穩壓二極管(Iz)，另一部分流過負載(Io)，I=Iz + Io。
- 如果負載（RL）功率過大，導致Iz小於穩壓二極管的反向擊穿電流，電壓會被拉低，失去穩壓效果
- 如果輸入的電流過大，而負載的功率過小，導至通過穩壓二極管的反向電流Iz大於穩壓二極管的最大反向電流Izm,穩壓二極管會燒壞。
- 設計電路的時候，需要根據負載（RL)的電流設置合適的限流電阻R。假如Ui=15V，VZ=12V，穩壓二極管反向擊穿電流(Iz)=3mA，穩壓二極管最大反向電流(Izm)=50mA,那麼Iz+Io的最小值為3mA，Iz+Io最大值為53mA；R=(15-12)/0.053=56.6Ω，限流電阻阻值必須大於56.6Ω。
- 假如限流電值設定為100Ω，那麼I=Iz+Io=(15-12)/100=30mA，因為Iz最小為3mA，所以，負載工作電流不能大於27mA，如果負載電流大於27mA，電壓將被拉低。
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電子產品設計方案
穩壓管在電路設計中也是比較常用的一種元器件，穩壓管屬於二極管中的一種，主要工作於PN結的反向擊穿區。穩壓管在電路中的主要作用有：（1）當電壓基準源；（2）穩壓器，抑制電壓波動使電壓穩定；（3）在電路中當其他電子元器件的保護作用，比如限壓（過壓保護）或限流，抑制電路中的電弧等。
▲穩壓管
穩壓管該怎麼選擇呢？
首先根據電路的原理選擇所需的穩壓值UZ,其次再參考穩壓管的其它參數，比如：（1）穩定電流IZ，穩壓管的穩定電流是一個範圍，有典型值，最小穩定電流IZMIN和最大穩定電流IZMAX，穩壓管正常穩壓時其工作電流範圍為IZMIN~IZMAX之間，超過該電流值穩壓管會燒燬！小於該電流值達不到穩壓效果；（2）溫度係數，穩壓管的穩壓值UZ會隨溫度係數而改變，其穩壓值溫漂越小穩壓管性能越好；（3）動態電阻RZ，穩壓管的動態電阻指的是穩壓管兩端的電壓與電流的比值，該比值會隨著工作電流改變而改變。選擇動態電阻較小的穩壓管，其性能更好；（4）還有一些相對來說不是很重要的參數，耗散功率PZ，漏電流等。
穩壓電路當中怎麼選擇電阻？
如下圖為穩壓管所形成的電路，限流電阻該如何選擇呢？怎麼計算？這個需要根據輸入電壓的範圍、穩壓管的穩壓值、穩壓管的正常穩壓電流範圍以及負載電流進行計算。
▲穩壓管電路
（1）若穩壓管後端的負載非常小，只作為基準源，負載電流可忽略不計，此時計算限流電阻R還是非常方便的，R=(Uin-UZ)/IZ，其中Uin為輸入電壓，UZ為穩壓管的穩壓值，IZ為穩壓管的穩定電流，可選其典型值即可。
（2）當負載較大，其電流不可忽略時，限流電阻的電流=穩壓二極管的電流+負載電流，即(Uin-UZ)/R=IZ+UZ/RF,IZMIN≤IZ≤IZMAX，根據公式及各參數限制，選擇最佳限流電阻R的值即可。比如輸入電壓10V~12V，穩壓值為3.3V，負載電流為20mA,穩壓管工作電流為5mA~50mA,則10V~12V-3.3V/R=5mA~50mA+20mA,即6.7V~8.7V/R=25mA~70mA,即R=6.7V~8.7V/25mA~70mA,可得124＜R＜268，限流電阻R可選200Ω。功率P=U^2/R=8.7*8.7/200=0.378（W），可選擇功率為0.5W或1W的電阻。
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