【电路图pd是什么意思】模拟电路第一课学习：稳压器二极管的参数设计与实践应用。

最近朋友私信我，问我怎么学好模拟电路。其实学好模拟电路并不难。重点是掌握模拟电路的基本原理和知识。上来就不能直接研究相关电路。现在经常可以在网上和论坛上看到所谓的经典电路分析，事实上，要想掌握模电的精髓，首先要彻底理解二极管、三极管、MOS管、运算放大器这四个有源，才能畅通。

今天我想先谈谈稳压二极管(又称支那二极管，以下简称稳定管)。稳定管经常用于实际设计工作。很重要。稳定压力管是二极管的一种，我知道二极管最重要的特点是单向导电、正向导电和反向抛光。稳定压力管的目的是通过特殊的掺杂制作工艺施加反向压力，使其在反向屈服状态(又称支那破坏)下工作，形成稳定电压的作用。

第一，了解基本原理。

华中技术大学的康华光教授《电子技术基础—模拟部分》在稳定管介绍中具有非常直观的伏安特性图。

图1稳压器二级管道的代表性符号和V-I特性

在上图中，横坐标VD是应用于稳定压力管的反向电压，坐标ID是通过稳定压力管的反向电流，这是稳定压力管的伏安图。从图中可以看出，向稳定压力管道施加正向电压(横坐标正方向)，稳定压力管道电流迅速飙升。这是因为，如果正向电压在0.7V(硅管道PN接头的正向导电点电压)以上，稳定压力管道就会正向通。因为这显然不是我们想要的工作状态。如果对稳定压力管施加反向压力(横坐标负方向)，稳定管在接近VZ电压附近的电流开始飙升，这意味着此时稳定管开始一致击穿。

在图中，VZ表示反向屈服电压，即稳定压力管的稳定电压，这是从特定测试电流IZT获得的电压值，并绘制测试点Q坐标(-VZ，-IZT)，如果曲线陡峭，动态电阻RZ=VZ/I越小，稳定压力管的调节器性能越好。Vzo是通过qp点(测试工作点)的切线和横坐标的交点，切线的坡率为1/rz。Iz(min)和Iz(max)是在正常电压调节状态下工作的最小和最大工作电流，当反向电流小于Iz(min)时，稳定压力管进入反向阻塞状态，电压调节特性消失。反向电流大于Iz(max)时，稳定管可能会燃烧。根据稳定压力管的反向屈服特性，得到C的稳定压力管等效电路模型。因此，Vz=Vzo rz*Iz。在q点附近，斜率为1/rz接近无穷大(类似于垂直于横坐标的直线)。rz接近于0，可以忽略。Vz接近常数值。但是，在点Iz(min)和点Iz(max)附近，1/rz不是无穷大，rz不能忽略。调节器值在这两点附近波动。

二、稳压二极管规范的比较分析

下面对比仙东半导体(FAIRCHILD)生产的稳定管1N4728A，我相信这个稳定管型号被很多人使用了，是1W功率的3.3V稳定管。图2是技术说明书。

图2煽动半导体1N4728A稳定管技术参数

图3仙童半导体同系列其他稳定管技术参数

大家要记住：电子零部件技术说明书中没有一个字是多余的。一定要仔细阅读。在图2中，我将说明稳定压力管技术参数的具体含义。

(1)PD:稳定压力管的最大耗散功率，PD=vz * iz特别注意：稳定压力管提供最大消耗力的前提是，两侧的金属针要冷却热量，必须分别预留10毫米的长度。否则，需要留出一定的余量来减少热量、减少热量、提高零部件寿命、稳定可靠性，例如使用60%-75%的电力。这里补充一下，稳定管的最大屈服电流Iz(max)理论上是PD/VZ，对于稳定管1N4728A，最大屈服电流IZ(MAX)=1W303MA。

(2)Test Current Iz (mA):稳定管的推荐测试电流，即第1章提到的Q点电流-IZT，是制造商推荐的稳定管操作的最佳操作电流。然后，在设计电路参数时，努力使稳定的压力管在这个电流点附近工作，以便动态电阻rz基本上可以忽略。调节器值最稳定。

(3)Vz(V)@ Iz:这里的规格表中列出了三个

值，最小值Min—标准值Typ—最大值Max，表示在测试电流Iz作用下，稳压管稳压值的波动范围。这是厂家通过成千上万只同批次稳压管实测出来的结果，波动误差主要受到制作工艺的影响，我们可以计算出正偏差=（3.465V-3.3V）=5%，这个波动偏差如果你接受不了的话就需要采用高精度的带隙基准电源芯片了，比如稳压芯片TL431精度可以达到1%。

（4）Zz@Iz(Ω)：这是稳压管在推荐测试电流作用下，负极和正极两端呈现出来的直流电阻，注意这不是动态电阻，这个直流电阻反应出来的是稳压管在当做直流源使用时，“源”内部的阻抗，大家应该知道，电源阻抗越小越好，理想源内部阻抗是0，这样“源”就不会受到负载的变化而波动，后续我会专门讲解一下“源”与负载的关系，这里不做展开。但这个参数表征了稳压管1N4728A被齐纳击穿的最小反向电压=Vz+Zz*Iz=3.3V+10Ω*76mA=4.06V。

（5）Izk(mA)：这是稳压管齐纳击穿的最小电流，请大家记住，也就是第一章中的Iz(min)临界点，此时稳压管作为“源”内阻抗最大，带载能力最差，稳压值波动较大。

（6）Zzk@Izk(Ω)：这个就是稳压管在最小击穿电流Izk作用下，作为“源”输出时的内部阻抗，从规格书中看出稳压管1N4728A此时的源阻抗达到400Ω，阻抗很大，此时带载能力最差，因此我们在使用时一定要避开这个电流区间。

（7）Leakage Current IR(µA)和VR(V)：这个是稳压管的反向漏电流指标参数，我们知道稳压管是工作在反向电压状态下的，但如果达不到反向击穿电压，那稳压管将处于截止状态，这个时候理论上说是不会有反向电流的。但实际上由PN结结的掺杂工艺水平，它会有一个反向漏电流 IR，属于µA电流级别，非常非常小，稳压管1N4728A规格书上列出的反向漏电流100µA就是当施加VR=1V的反向电压时测试出来的。反向漏电流越小越好，因为它对电路会有不良影响，在后续文章中我会进一步介绍。

三、典稳压电路路的参数设计

图4 典型的稳压二极管电路

如图4所示的典型稳压二极管电路（并联式稳压电路），V1为输入端直流电源，Dz为稳压管；R限流电阻阻，其作用是使电路有一个合适的工作状态，并限定电路的工作电流（Iz(min)＜IZ＜Iz(max)），负载RL与稳压管两端并联。

稳压管是通过调节电流来实现稳压作用的，当负载RL重，即需要较大负载电流Io时，稳压管Dz调节其击穿电流Iz减小（最小不能低于Iz(min)），以增加负载电流Io；当负载RL轻，即需要较小负载电流Io时，稳压管Dz调节其击穿电流Iz增加（最大不能超过Iz(max)），以减小负载电流Io；因为当限流电阻R值固定后，总电流IR=Iz+Io是恒定不变的。

实际应用：假设输入端电源电压VI在12V～13.6V之间波动，负载RL的额定工作电源电压Vo为9V，最高功率消耗PL为0.5W，请选择合适的稳压管型号及限流电阻值？

我们据此设计电路参数如下：

（a）计算最大负载电流：Io(max)=PL/Vo=0.5W/9V≈56mA；

（b）选取限流电阻R时，必须保证稳压管工作在反向击穿状态，R太大可能使Iz太小，无法使稳压管反向击穿；R太小可能使Iz太大，烧毁稳压管。所以在保证稳压管击穿的情况下尽量选择较大的R值。根据电路，限流电阻R的关系式为：R=(VI-Vz)/(Iz+Io)；

（c）考虑最坏情况，即当输入电压最小VI(min)=12V，负载电流最大Io(max)=56mA，R此时会取最大值R(max)，且必须保证稳压管中的电流大于Iz(min)。即：[VI(min)-Vz]/R(max)-Io(max)＞Iz(min)，一般稳压管的Iz(min)为1mA左右（即图2中的Izk），因此R的最大值为：R(max)＜[VI(min)-Vz]/[Io(max)+Iz(min)]=(12V-9V)/(56mA+1mA)=52.6Ω，可取电阻标称值47Ω。

（d）考虑另一种最坏情况，即当输入电压最大VI(max)=13.6V，负载电流最小Io(min)=0，即负载开路，原本流过负载的电流将全部流经稳压管，此时Iz的最大值为：Iz(max)=[VI(max)-Vz]/R-Io(min)=)/47-0=98mA，这时稳压管的耗散功率最大，限流电阻上发热功耗也是最大。

（e）稳压二极管最大耗散功率Pz(max)=Vz*Iz(max)=9V*98mA=882mW=0.882W。

（f）当输入电源电压最大且满负荷工作情况下，限流电阻R上消耗功率最大，最大发热功耗PR(max)=[VI(max)-Vz]*[VI(max)-Vz]/R=)*)/47Ω≈0.45W。

综上：1）稳压管要求9V稳压值，最大击穿电流达到98mA，最大耗散功率达到0.882W，据此可选择仙童半导体1W的稳压管1N4739A；2）电阻阻值为47Ω，最大发热功率为0.45W，据此限流电阻可选择规格为47Ω/金属膜电阻��电阻，或者选择2512封装的47Ω贴片电阻。（本篇文章完）

鉴于文章篇幅，下一篇我将列举几种经典的稳压二极管电路应用案例，并结合原理进行深度分析，以帮助大家彻底掌握。

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