稳压二极管是一种特殊的半导体器件,其基本结构虽与普通二极管相似,拥有一个 PN 结,但由于独特的制造工艺,在反向击穿状态下,PN 结不会遭受损坏。这一特性使得稳压二极管在稳定电压方面具有独特的优势。在工作时,稳压二极管利用其反向击穿特性实现稳压功能。与普通二极管不同,当稳压二极管承受的反向电压达到稳压值时,反向电流会急剧增大,但只要反向电流不超过允许的最大电流,它就能正常工作。其反向伏安特性曲线较陡,具有良好的线性度。
一、典型直流稳压电路
稳压二极管常用于构成直流稳压电路。这种电路结构简单,稳压性能可靠。下图展示了一种典型的直流稳压电路。电路中,VD1 为稳压二极管,R1 是其限流保护电阻。

工作时,未经稳定的直流工作电压 +V 通过 R1 加到稳压二极管上。由于 +V 远大于 VD1 的稳压值,VD1 进入工作状态,两端输出稳定的直流电压,作为稳压电路的输出电压。

工作时,未经稳定的直流工作电压 +V 通过 R1 加到稳压二极管上。由于 +V 远大于 VD1 的稳压值,VD1 进入工作状态,两端输出稳定的直流电压,作为稳压电路的输出电压。
二、串联型稳压电路
在串联型稳压电路中,稳压二极管与晶体管等元件配合,提供更稳定的电压输出。下图所示电路中,

晶体管 BG 的基极通过稳压二极管 D 钳定在 13V,从而确保发射极输出恒定的 12V 电压。这种电路在多种应用场景中广泛使用,因其能有效提高电压输出的稳定性。

晶体管 BG 的基极通过稳压二极管 D 钳定在 13V,从而确保发射极输出恒定的 12V 电压。这种电路在多种应用场景中广泛使用,因其能有效提高电压输出的稳定性。
三、温度补偿电路
温度变化可能影响稳压二极管的性能,因此温度补偿电路在高精度稳压电路中至关重要。一种温度补偿电路利用互补型稳压二极管实现温度补偿。下图展示了这种电路。互补型稳压二极管内部包含两只普通稳压二极管,它们的温度特性相反。当温度变化时,一只二极管的管压降下降,另一只的管压降升高,从而保持总管压降不变,实现温度补偿。


四、电子滤波器电路
稳压二极管在电子滤波器中也有应用。下图所示为电子滤波器中的稳压二极管应用电路。

电路中,VD1 是稳压二极管,VT1 是电子滤波管,C1 是 VT1 基极滤波电容,R1 是 VT1 偏置电阻。稳压二极管导通后,将 VT1 基极电压稳定在 13V。利用三极管发射结导通后的结电压基本不变的特性,VT1 发射极输出稳定的直流电压,实现稳定直流输出电压的目的。

电路中,VD1 是稳压二极管,VT1 是电子滤波管,C1 是 VT1 基极滤波电容,R1 是 VT1 偏置电阻。稳压二极管导通后,将 VT1 基极电压稳定在 13V。利用三极管发射结导通后的结电压基本不变的特性,VT1 发射极输出稳定的直流电压,实现稳定直流输出电压的目的。
五、浪涌保护电路
稳压二极管可用于构成浪涌保护电路,保护负载免受电压浪涌的损害。下图展示了一种浪涌保护电路。

电路中,K1 是继电器,VD1 是稳压二极管,R1 是限流保护电阻,RL 是负载电阻。工作时,当工作电压 +V 出现浪涌,电压升高使 VD1 导通,电流流过继电器 K1,促使其触点断开,切断负载 RL 的供电,达到保护目的。

电路中,K1 是继电器,VD1 是稳压二极管,R1 是限流保护电阻,RL 是负载电阻。工作时,当工作电压 +V 出现浪涌,电压升高使 VD1 导通,电流流过继电器 K1,促使其触点断开,切断负载 RL 的供电,达到保护目的。
六、过压保护电路
稳压二极管在过压保护电路中也有广泛应用。下图所示为一种过压保护电路,这是在电视机中的具体应用实例。

电路中,VD1 是稳压二极管,VT1 是控制管,+115V 是主工作电压。电阻 R1 和 R2 构成分压电路,分压后的电压通过稳压二极管加到 VT1 基极。当 +115V 电压正常时,分压后的电压不足以使 VD1 导通,VT1 截止,电视机正常工作。而当 +115V 过高时,VD1 导通,VT1 饱和导通,其集电极为低电平,触发待机保护电路,使电视机进入待机状态。

电路中,VD1 是稳压二极管,VT1 是控制管,+115V 是主工作电压。电阻 R1 和 R2 构成分压电路,分压后的电压通过稳压二极管加到 VT1 基极。当 +115V 电压正常时,分压后的电压不足以使 VD1 导通,VT1 截止,电视机正常工作。而当 +115V 过高时,VD1 导通,VT1 饱和导通,其集电极为低电平,触发待机保护电路,使电视机进入待机状态。
七、限幅电路
稳压二极管还可用于构成限幅电路,限制信号幅度。下图展示了一种限幅电路。

电路中,A1 和 A2 是集成电路,VD1 和 VD2 是稳压二极管。集成电路 A1 的①脚输出信号通过 R1 加到集成电路 A2 的①脚。当输出信号幅度未超过 VD1 稳压值时,信号完整传输至 A2 的①脚;当输出信号幅度超过 VD1 稳压值时,VD1 导通,限制信号幅度最大值,实现限幅功能。

电路中,A1 和 A2 是集成电路,VD1 和 VD2 是稳压二极管。集成电路 A1 的①脚输出信号通过 R1 加到集成电路 A2 的①脚。当输出信号幅度未超过 VD1 稳压值时,信号完整传输至 A2 的①脚;当输出信号幅度超过 VD1 稳压值时,VD1 导通,限制信号幅度最大值,实现限幅功能。
八、电弧抑制电路
在功率较大的电磁吸铁控制电路中,稳压二极管可用于构成电弧抑制电路。下图所示为电弧抑制电路。

电路中,VD1 是稳压二极管,L1 是电感,R1 是限流保护电阻,S1 是电源开关。当电源开关 S1 从接通转为断开时,电感 L1 两端产生很大的反向电动势。该电动势通过 R1 加到 VD1 两端,使其导通,释放反向电动势能量,避免开关 S1 产生电弧,实现消弧目的。

电路中,VD1 是稳压二极管,L1 是电感,R1 是限流保护电阻,S1 是电源开关。当电源开关 S1 从接通转为断开时,电感 L1 两端产生很大的反向电动势。该电动势通过 R1 加到 VD1 两端,使其导通,释放反向电动势能量,避免开关 S1 产生电弧,实现消弧目的。
稳压二极管作为一种特殊的半导体器件,在电子电路中具有广泛的应用。通过深入理解其特性,并合理设计电路,可以充分发挥其稳压、保护等功能,提高电子设备的性能和可靠性。
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