【硬件设计】稳压管工作原理
稳压管的工作原理
稳压管的工作原理
稳压管是一种电子器件，用于在电路中提供稳定的电源电压。
其工作原理基于负反馈原理，以下是稳压管的工作原理：
1. 输入电压供应给稳压管的输入端，经过输入电阻进行输入滤波和电流限制。
2. 稳压管内部包含一个基准电压源，它可以提供稳定的基准电压。
3. 输入电压通过一个差分放大器，与基准电压进行比较，并产生一个误差信号。
4. 比较器输出的误差信号经过一个误差放大器，增大至足够大的幅度。
这个放大的误差信号会控制稳压管的输出电压，即负载电压。
5. 在稳压管内部，有一个调整电阻（通常是可变电阻），它可以根据误差信号的大小调整输出电压。
当误差信号越大时，调整电阻的阻值越大，因此输出电压也会随之减小。
6. 当负载电流变化时，输出电压也会发生变化。
稳压管通过反馈回路检测输出电压，并与基准电压比较，然后通过调整电阻来保持输出电压的稳定。
这样，稳压管可以在负载电流变化时自动调整输出电压，保持其稳定性。
7. 稳压管通常还具有过载保护功能，当负载电流过大时，稳压管会自动降低输出电压，以保护负载和稳压管本身。
通过以上的工作原理，稳压管可以提供稳定的输出电压，使电路中的其他元件能够正常工作，而不受输入电压的波动影响。
稳压二极管的工作原理
稳压二极管的工作原理
稳压二极管，又称为Zener二极管或稳压管，是一种特殊类型
的二极管。
它的主要功能是在电路中提供一个稳定的电压，实现电压的稳定输出。
稳压二极管的工作原理如下：
1. 倒偏结构：稳压二极管在正向电压下和普通二极管一样，处于导通状态。
但当反向电压超过其额定的击穿电压时，就会进入倒偏结构。
2. 击穿电压：稳压二极管的击穿电压是指反向电压大到足以击穿二极管的 pn 结，使其形成一个稳定的反向电流。
这个击穿
电压是通过在制造过程中调整二极管材料或掺杂量来实现的。
3. 反向电流特性：一旦稳压二极管处于倒偏结构，并且反向电压大于击穿电压，二极管会形成一个稳定的反向电流。
这是因为二极管的 pn 结在击穿状态下，其电阻呈负温度系数，即电
流越大，电阻越小。
这使得二极管能够始终维持一个相对稳定的电压。
4. 稳定电压输出：稳压二极管在倒偏结构下工作时，具有稳定的电压输出特性。
一般情况下，当输入电压超过稳压二极管的击穿电压时，稳压二极管将会始终保持其额定的稳定电压输出，而不会随输入电压的变化而变化。
这使得稳压二极管在电路中扮演了稳定电压的角色。
总之，稳压二极管通过在倒偏结构下形成击穿状态，并维持一个相对稳定的反向电流，从而实现了稳定的电压输出。
这种工
作原理使得稳压二极管在各种应用中都能提供有效的电压稳定功能。
稳压管的工作原理
稳压管的工作原理稳压管是一种常用的电子元件，其作用是在电路中提供稳定的电压输出。
稳压管通常被用于需要稳定电压的电子设备中，如电源适配器、手机充电器、电脑电源等。
它能够有效地将输入电压变化较大的直流电源转换为稳定的输出电压，从而保护电子设备不受电压波动的影响。
本文将介绍稳压管的工作原理及其在电路中的应用。
稳压管的工作原理主要依靠它内部的稳压电路来实现。
稳压管通常由一个耗散功率较大的功率晶体管和一个反馈电路组成。
当输入电压变化时，反馈电路会感应到这种变化，并通过控制功率晶体管的导通来调整输出电压，以使输出电压保持稳定。
下面我们将详细介绍稳压管的工作原理。
首先，稳压管的基本结构包括输入端、输出端和地端。
输入端连接输入电压，输出端连接负载电路，地端连接地线。
当输入电压变化时，稳压管内部的反馈电路会感应到这种变化，并通过控制功率晶体管的导通来调整输出电压。
功率晶体管是稳压管内部的关键元件，它能够根据反馈电路的信号来调整导通状态，从而实现对输出电压的稳定控制。
其次，稳压管内部的反馈电路通常由电阻、电容和稳压二极管等元件组成。
这些元件能够感应输入电压的变化，并将这种变化转化为反馈信号，从而控制功率晶体管的导通。
稳压二极管在反馈电路中起着关键作用，它能够根据输出电压的变化来调整反馈信号，从而实现对输出电压的稳定控制。
最后，稳压管在电路中的应用非常广泛。
它可以用于直流电源的稳压输出，也可以用于对其他电子元件的保护。
在电源适配器、手机充电器、电脑电源等设备中，稳压管都扮演着重要的角色。
它能够有效地将输入电压变化较大的直流电源转换为稳定的输出电压，从而保护电子设备不受电压波动的影响。
总之，稳压管是一种常用的电子元件，其工作原理主要依靠内部的稳压电路来实现。
通过对输入电压的感应和控制，稳压管能够实现对输出电压的稳定控制。
它在电路中的应用非常广泛，能够有效地保护电子设备不受电压波动的影响。
希望通过本文的介绍，读者能够更加深入地了解稳压管的工作原理及其在电路中的应用。
稳压管稳压原理
稳压管稳压原理
稳压管是一种常用的电子元件，其主要作用是将电路中的电压保持在一个稳定的水平上，从而稳定电路运行。
稳压管的实现是基于一个称为稳压原理的原理。
稳压原理是通过使用特殊的半导体材料，如硅和锗，以及特殊的设计结构来实现的。
稳压管通常由一个p-n结构组成，其中
p型半导体和n型半导体通过一个特殊的结构连接在一起。
在
正常工作状态下，稳压管的电压保持在一个固定的水平上，不受外部电压变化的影响。
稳压管的工作原理可以简单描述如下：当输入电压低于稳压管指定的标准电压（也称为稳压电压）时，稳压管会表现出一个非常高的阻抗，以阻止电流通过。
当输入电压高于稳压电压时，稳压管的阻抗会迅速降低，使电流可以流过，并将输出电压保持在稳定水平。
稳压管在电子设备中有广泛的应用，特别是在需要稳定电压的电路中。
例如，稳压管常用于电源电路中，以确保供电电压的稳定性。
此外，稳压管还可以用于保护其他敏感元件免受过高电压的损害。
总之，稳压管通过利用特殊的半导体材料和结构设计，在电路中起到稳定电压的作用。
通过调整稳压管的参数，可以实现不同的稳压电压，以适应不同的应用需求。
稳压管 工作原理
稳压管工作原理
稳压管，也称为稳压二极管或Zener二极管，是一种特殊的二极管，其主要作用是稳定电压。
稳压管的工作原理与普通二极管基本相同，都是基于PN结的特性。
稳压管通过在制造过程中对其掺杂和构造进行特别设计，使其在反向击穿电压下能够表现出稳定的电压特性。
具体而言，稳压管采用了较低击穿电压的材料，通常为掺杂有过量杂质的硅材料。
这种特殊的结构使得稳压管在达到一定的反向电压时，能够出现击穿现象，即电流迅速增大，但同时保持较稳定的电压。
稳压管的工作原理基于电子的隧道效应，即在PN结中，当电场强到足够高的程度时，电子能够穿越势垒。
当反向电压达到稳压管的击穿电压时，大量电子会通过形成电子-空穴对，形成电流。
这种特殊的电流-电压关系使得稳压管能够稳定地将电压保持在击穿电压附近。
在稳压管工作时，如果输入电压超过稳压管的击穿电压，稳压管会将电压稳定在其击穿电压值附近。
这样，稳压管能够避免因输入电压变化引起输出电压波动，实现稳定的电压供应。
需要注意的是，稳压管在工作时需要一定的电流通过，否则它不会稳定输出电压。
通常，为了保证稳压管的正常工作，需要在其两端串联一个限流电阻，以限制电流的大小。
综上所述，稳压管的工作原理基于电子隧道效应，通过在特殊
结构中实现稳定的反向击穿电压，使其能够稳定地将电压保持在击穿电压附近，实现电压的稳定输出。
稳压管在电子电路中广泛应用，用于稳定电压供应，提供稳定的工作环境。
稳压管稳压机理
稳压管稳压机理
稳压管是一种常用的电子元件，常用于电源电路中，能够将不稳定的电压输出稳定在一定范围内。
稳压管的稳压机理是通过控制管内的电流，使其保持恒定，从而达到稳压的效果。
稳压管的工作原理是基于二极管的特性，在正向工作时，电流可以流过管子，反向时则不能。
稳压管的稳压机理是通过控制管子正向的工作电压，在一定范围内保持不变。
当电路中出现电压波动时，稳压管会根据其正向的工作电压自动调节管内电流的大小，从而使其输出的电压保持稳定。
稳压管主要分为三类：Zener稳压管、气体放电管和电压调节二极管。
Zener稳压管是一种基于反向击穿效应的稳压管，可以将输入电压稳定在一个预定的电压值上。
气体放电管则是利用气体在电场作用下的放电特性，将电压稳定在一个较低的值上。
电压调节二极管是一种利用PN结反向击穿效应的稳压管，与Zener稳压管相比，电压调节二极管的输出电流更大，适用于一些高负载的电路中。
总之，稳压管是一种常用的电子元件，通过控制管内电流来保持输出电压的稳定。
不同种类的稳压管具有不同的稳压机理，可以根据具体的应用需求选择合适的稳压管。
- 1 -。
稳压管稳压电路组成，稳压原理
稳压管稳压电路组成，稳压原理整流滤波电路虽然可以将交流电压转换成相对平滑的直流电压，但是当电网波动或者输出负载变化时，其输出电压平均值会随之波动，当我们需要更加稳定的直流电压时，除整流滤波电路外，还需要加稳压电路配合使用，下面对稳压电路的组成，相关原理及电路参数选择做一个介绍！1.电路组成基本电路组成如下图虚线框所示，配合整流滤波电路使用。
稳压二极管稳压电路Dz为稳压二极管，电阻R为限流电阻，这样就构成了一个简单但十分实用的直流稳压电源。
V1为整流滤波后的电压，RL是负载电阻。
由此我们可以得出上图中存在的两个基本公式：V1=Vo+VRIR=Iz+Io2.稳压管伏安特性稳压管伏安特性曲线从伏安特性曲线看出，当稳压管反向接入电路中，且保证电流在Izmin和Izmax之间时，其电压就会稳定在Uz，此时输出电压Vo就基本稳定。
3.稳压原理我们从两个方面考虑其稳压特性：一个是电网波动引起的输出电压变化，另一个是负载变化引起的输出电压的变化。
•电网电压升高此时整流滤波后的输出电压V1随之升高，那么输出电压Vo也将变大，但由于稳压电路的存在，Vo=Vz，根据稳压管的伏安特性，Vz 提高时将使Iz迅速增大（急剧增大），那么前面提到的基本公式可以得出IR也将迅速增大，由欧姆定律可知此时VR将迅速增大，而V1=Vo+VR，V1是一定的，那么Vo必将减小。
即电网波动引起的Vo 的变化将通过VR的变化而相互抵消平衡，那么就达到了稳压的目的。
整个过程可以描述如下：电网电压↑→V1↑→Vo↑→Iz↑→IR↑→VR↑→Vo↓电网下降时过程与上述变化过程相反。
•负载电阻RL增大此时负载电流IL将减小，此时IR也将随之减小，那么VR也将减小，根据V1=Vo+VR，可以得出Vo将增大，即Vz增大，根据稳压管伏安特性，此时Vz的增大将使Iz急剧增大，那么IR将急剧增大，当选择参数合适时，稳压管正常工作，那么保证△Iz≈-△IL，使得IR基本不变，从而Vo基本不变。
三端稳压管的工作原理
三端稳压管的工作原理
三端稳压管是一种电子元件，主要用于稳定电源电压。
它通常由一个稳压二极管和一个功率晶体管组成。
工作原理如下：
稳压二极管的运作是基于它的反向击穿电压（即Zener击穿电压）。
当输入电压超过稳压二极管的反向击穿电压时，电流将通过稳压二极管，使电压维持在其反向击穿电压水平。
这样就能实现电压的稳定输出。
然而，稳压二极管不能承受较大的负载电流，所以需要一个功率晶体管来增加负载能力。
功率晶体管的基极连接到稳压二极管的输出端，通过控制基极电流可以控制输出电压的大小。
基极电流由一个电阻分压电路提供，电阻值的选择可以实现不同的输出电压。
当输入电压发生变化时，稳压二极管将自动调整其反向击穿电压，保持输出电压不变。
这种稳压原理可有效防止输出电压波动，提供稳定的电源给其他电路或设备使用。
需要注意的是，三端稳压管的输出电压并不是真正意义上的恒定不变，而是在一定范围内波动的。
具体的波动范围取决于稳压二极管的特性以及额定工作条件。
为了进一步提高稳定性，可以采用多级稳压电路或使用其他稳压元件进行组合。
三端稳压管广泛应用于电子设备、通信系统、计算机等需要稳定电源的领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【硬件设计】稳压二极管工作原理介绍现在常用的稳压管的主要材料是半导体硅。
在硅稳压管的反向电压击穿区内，电流变化很大，而其电压基本不变。
在小于5V的稳压管，主要是齐纳击穿，大于7V的稳压管，主要是雪崩击穿，在5—7V间，两种击穿同时存在。
要理解稳压二极管的工作原理，只要了解二极管的反向特性就行了。
所有的晶体二极管,其基本特性是单向导通。
就是说，正向加压导通，反向加压不通。
这里有个条件就是反向加压不超过管子的反向耐压值。
那么超过耐压值后是什么结果呢？一个简单的答案就是管子烧毁。
但这不是全部答案。
试验发现，只要限制反向电流值（例如，在管子与电源之间串联一个电阻），管子虽然被击穿却不会烧毁。
而且还发现，管子反向击穿后，电流从大往小变，电压只有很微小的下降，一直降到某个电流值后电压才随电流的下降急剧下降。
正是利用了这个特性人们才造出了稳压二极管。
使用稳压二极管的关键是设计好它的电流值。
稳压二极管(齐纳二极管,Zener diode)：是一种专门工作于反向(崩溃，Breakdown)区域的二极管，如有一适量的电流流经此二极管，则其两端点间产生一固定不变的电压，名为：”稳压电压”，由于其电压稳定，故被广泛用于稳压电路或用作参考电压源。
崩溃现象：在PN结上，加以反向电压时，反向电流很小，叫反向饱和电流，当反向电压加大到一定值时，反向电流会突然增加，这现象叫PN结的击穿。
电路符号和曲线图：理想的等效实际的等效工作原理：稳压二极管特性曲线中，当反向电压达到击穿电压后，二极管由截止转为导通，此时的电流为最低稳压电流IZ(Min)，而形成的电压为最低稳压电压VZ(Min)，如继续加大反向电压，则电流便急速变大，但稳压二极管有一定的最大可通过电流IZ(Max)，若通过的电流超过IZ(Max)，会损坏此二极管。
(简单来说：反向电压到达VZ后，相对电流不断增加，电压变化却很少。
)，如下图：、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、什么是稳压二极管稳压二极管(又叫齐纳二极管)它的电路符号是:，稳压二极管是一种用于稳定电压的单PN结二极管。
此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。
在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很少的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。
稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。
稳压管的应用：1、浪涌保护电路(如图2)：稳压管在准确的电压下击穿，这就使得它可作为限制或保护之元件来使用，因为各种电压的稳压二极管都可以得到，故对于这种应用特别适宜。
图中的稳压二极管D是作为过压保护器件。
只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通。
使继电器J吸合负载RL就与电源分开。
2、电视机里的过压保护电路(如图3)：EC是电视机主供电压，当EC电压过高时，D导通，三极管BG导通，其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平，通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态。
3、电弧抑制电路如图4：在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话，当线圈在导通状态切断时，由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收，所以当开关断开时，开关的电弧也就被消除了。
这个应用电路在工业上用得比较多，如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它。
4、串联型稳压电路(如图5)：在此电路中。
串联稳压管BG的基极被稳压二极管D钳定在13V，那么其发射极就输出恒定的12V电压了。
这个电路在很多场合下都有应用国产稳压二极管产品的分类：二极管的击穿通常有三种情况，即雪崩击穿、齐纳击穿和热击穿。
（1）雪崩击穿对于掺杂浓度较低的PN结，结较厚，当外加反向电压高到一定数值时，因外电场过强，使PN结内少数载流子获得很大的动能而直接与原子碰撞，将原子电离，产生新的电子空穴对，由于链锁反应的结果，使少数载流子数目急剧增多，反向电流雪崩式地迅速增大，这种现象叫雪崩击穿。
雪崩击穿通常发生在高反压、低掺杂的情况下。
（2）齐纳击穿对于采用高掺杂（即杂质浓度很大）形成的PN结，由于结很薄（如0.04μm）即使外加电压并不高（如4V），就可产生很强的电场（如）将结内共价键中的价电子拉出来，产生大量的电子一空穴对，使反向电流剧增，这种现象叫齐纳击穿（因齐纳研究而得名）。
齐纳击穿一般发生在低反压、高掺杂的情况下。
（3）热击穿在使用二极管的过程中，如由于PN结功耗（反向电流与反向电压之积）过大，使结温升高，电流变大，循环反复的结果，超过PN结的允许功耗，使PN结击穿的现象叫热击穿。
热击穿后二极管将发生永久性损坏。
对于硅PN结，击穿电压在7V以上的为雪崩击穿；4V以下的为齐纳击穿；在。
4～7V之间的两种情况都有。
无论哪种击穿，只要控制反向电流的数值不致引起热击穿，当反向电压下降到击穿电压以下，其性能可以恢复到未击穿前的状况。
稳压管的主要参数：（1）稳定电压VZVz稳压管反向击穿后其电流为规定值时它两端的电压值。
不同型号的稳压管其Vz的范围不同；同种型号的稳压管也常因工艺上的差异而有一定的分散性。
所以，Vz一般给出的是范围值，例如2CW11的Vz在3.2～4.5V （测试电流为10mA）。
当然，二极管（包括稳压管）的正向导通特性也有稳压作用，但稳定电压只有0.6～0. 8V，且随温度的变化较大，故一般不常用。
（2）稳定电流IZIZ是指稳压管正常工作时的参考电流。
Iz 通常在最小稳定电流IZmin与最大稳定电流IZmax之间。
其中IZmin 是指稳压管开始起稳压作用时的最小电流，电流低于此值时，稳压效果差；IZmax是指稳压管稳定工作时的最大允许电流，超过此电流时，只要超过额定功耗，稳压管将发生永久性击穿。
故一般要求IZmin ＜Iz ＜IZmax 。
（3）动态电阻rZrZ是指在稳压管正常工作的范围内，电压的微变量与电流的微变量之比。
rZ 越小，表明稳压管性能越好。
（4）额定功耗PZPz是由管子温升所决定的参数，Pz＝Vz IZmax 。
（5）温度系数αα是指Vz受温度影响的程度。
硅稳压管在VZ＜4V时α＜0；在VZ＞7V时，α＞0；在VZ = 4～7V时，α很小稳压二极管工作原理：稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。
这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。
稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示，如：ZD5表示编号为5的稳压管。
故障特点：稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。
在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。
常用稳压二极管的型号及稳压值如下表：型号1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761稳压值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V稳压管也是一种晶体二极管，它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。
稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。
我们把这种类型的二极管称为稳压管，以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。
如图画出了稳压管的伏安特性及其符号。
(1)稳定电压Uz Uz就是PN结的击穿电压，它随工作电流和温度的不同而略有变化。
对于同一型号的稳压管来说，稳压值有一定的离散性。
(2)稳定电流Iz 稳压管工作时的参考电流值。
它通常有一定的范围，即Izmin——Izmax。
(3)动态电阻rz 它是稳压管两端电压变化与电流变化的比值，如上图所示，即这个数值随工作电流的不同而改变。
通常工作电流越大，动态电阻越小，稳压性能越好。
(4)电压温度系数它是用来说明稳定电压值受温度变化影响的系数。
不同型号的稳压管有不同的稳定电压的温度系数，且有正负之分。
稳压值低于4v的稳压管，稳定电压的温度系数为负值；稳压值高于6v的稳压管，其稳定电压的温度系数为正值；介于4V和6V之间的，可能为正，也可能为负。
在要求高的场合，可以用两个温度系数相反的管子串联进行补偿(如2DW7)。
(5)额定功耗Pz 前已指出，工作电流越大，动态电阻越小，稳压性能越好，但是最大工作电流受到额定功耗Pz的限制，超过P2将会使稳压管损坏。
选择稳压管时应注意：流过稳压管的电流Iz不能过大，应使Iz≤Izmax，否则会超过稳压管的允许功耗，Iz 也不能太小，应使Iz≥Izmin，否则不能稳定输出电压，这样使输入电压和负载电流的变化范围都受到一定限制。
下图示出了稳压管工作时的动态等效电路，图中二极管为理想二极管。
(三)选择二极管的基本原则1.要求导通电压低时选锗管;要求反向电流小时选硅管。
2.要求导通电流大时选面结合型;要求工作频率高时选点接触型。
3.要求反向击穿电压高时选硅管。
4.要求耐高温时选硅管。