稳压二极管的重难点分析

今天重点就讲讲稳压管吧，这也是个非常重要的元器件，它既是二极管，还能稳压。研究它重点掌握两个部分，一是电路元件确定下如何分析稳压管电路，二是要设计一个稳压管电路时，如何合理选择电路元件。

重点 稳压管电路的分析

稳压管的伏安特性与普通二极管相类似，正向特性为指数曲线，当外加反向电压的数值大于一定程度时则击穿，击穿区的曲线很陡，几乎平行于纵轴，表现其稳压特性。只要控制反向电流不超过一定值，管子就不会过热而损坏。

对于含有稳压管的电路的分析类似于前面对二极管电路的分析。首先应该确定二极管的工作状态，然后用一个合适的模型代替原来的电路，并求出其他未知量。下图给出稳压管在不同区域的等效电路，第一象限也可以看成导线（如果稳压管看成理想）。

结合下面这张PPT，领会上图的应用吧

举两个栗子再消化一下：

例1

分析：

观察电路,先分析输入为正半周，当D2要达到稳压时,D1肯定导通了,导通后等效于0.7V的电源,那么输入信号需要达到Vz+0.7V后，D2才稳压，稳压后输出端就等于Vz+0.7V。

那么还没达到VZ+0.7V，D2截止，因为D1和D2是串联，所以也只能是断路，输出就是输入信号。

至于负半周，那就是D1管施展稳压特性的时候了，分析和正半周一样，就不赘述了。

于是结果就有了：

例2

分析：这道题绝对是稳压管电路分析的plus版，稍不注意就会绕糊涂了。注意稳压管加正向电压时需要考虑导通和截止的临界电压，而加反向电压时需要考虑稳压和截止的临界电压。

思路：当输入为正半周时，D1有可能会导通，D2有可能会稳压，看谁先了。D1导通需要VA>4.7V，但D2稳压只需VA>3V。看来D2先稳压，等效于5V的电源，于是Vo=3V，而D1只能处于截止，不管vi如何变大。

而当输入为负半周时，D1有可能会稳压，D2有可能会导通，又要看谁先了。D1稳压需要VA<-1，D2导通则需要VA<-2.7，于是D1先出现稳压，等效于5V的电源，于是Vo=-1，那D2就导通不了，只能一直处于截止。

于是得到最终波形：

难点 稳压电路的参数选择

设计一个稳压管稳压电路，就是要合理的选择电路元件的有关参数，使得稳压二极管能正常工作，即稳压管的电流要在最小工作电流Izmin和最大工作电流Izmax之间，因为小于Izmin稳压管不起稳压作用，而大于Izmax稳压管可能会烧毁。并且稳压管的管耗也要保证小于最大耗散功率。

上图是典型的稳压管电路，要求在输入信号可能存在波动、或是负载电阻有变化、又或是限流电阻只能在某个范围内选择，各种变化下都要求稳压电路要正常工作。稳压电路的正常工作就是要求稳压管工作在安全工作范围内。因此需要着眼于稳压管的电流：

上面三个式子并不难理解，它涉及到输入信号、负载电阻、限流电阻和稳压管，做题时常出现（2）（3）式子中已知其中三个量，需要我们选择剩余的那个。这时可能就会有些混乱。

比如上课讲的例子

听课时觉得很有道理，但爱动脑筋的小伙伴们在下课后纷纷小窗老师，表示数学学霸不认同。理由是要求限流电阻的范围，很自然将上面的三个式子演化成如下三个式子。

怎么看都有些别扭，限流电阻最小不是应该

这样才更小吗？一开心求出了R最小是200欧姆。若是按这思路，最大还能求出1.2千欧呢，但是小电想问，既然这是你的选择，那么咱就按照题意：RL取600欧，输入电压取20V，限流电阻选200欧，数学好的小伙伴们可以求一下，这时稳压管上流过的电流是60mA，稳压管烧了。

问题出在哪里呢？数学好还有错啦？

其实问题就出在研究对象搞错了，稳压电路稳压管是主角，一切的选择得保护稳压管。

排除掉疑惑后，就可以理解这次作业题中为何求限流电阻最小值，会取负载开路的时候了，因为既然没有限制负载范围，那么完全可以取无穷大，这样IL彻底最小了呀。^_^

增加道例题练练手吧(￣▽￣)~*

轻松得到答案：

该抢答题出场了

已知稳压管稳压值为6V，最小稳定电流为5mA，最大稳定电流为25mA。

问：当UI为9V，15V和35V时，输出电压为多少V?

tip: 这电路元件全都选择好的，别想复杂喽( ^▽^ )。