1、穩壓二極管

   電池或電池組，是電壓較為(wei) 平穩的直流電源。或無必要實施穩壓控製，但其缺點是供電容量低，使用壽命有局限。交、直流轉換電源中，交流側(ce) 的波動及負載電流變化，均會(hui) 引發電壓波動。穩壓控製，凸顯為(wei) 一個(ge) 重要的課題。

  無論多少複雜的穩壓控製電路，基準電壓源電路是一個(ge) 不可或缺的電路構成部分。輸出變化量與(yu) 一個(ge) 不變量（基準電壓）相比較，才能形成控製信號，使變化量回複至可控範圍以內(nei) 。這如同以“海平麵作為(wei) 海拔零米”做為(wei) 高度基準單位，才能恒量某物體(ti) 的高度，是一個(ge) 道理。失去了“海拔基準”的參照，個(ge) 別物體(ti) 的高、低是無法界定和毫無意義(yi) 的。

   基準電壓信號的取得，其最原始電路，即由限流電阻和穩壓二極管構成的簡單穩壓電路，如圖1中的方框圖所示。

圖1 簡易R、D穩壓電路

圖2 具有電流/功率放大作用的穩壓電路

圖中電路中，因穩壓二極管的最大擊穿電流值所限，電路的電流輸出能力極差，因此一般應用中，常采用如圖2所示的，添加電壓跟隨器，以提升電流/功率輸出能力。

在上世紀八、九十年代，各類電子設備往往由分方元件（二極管、三極管）所組成，各種穩壓電源電路中，穩壓二極管是必用的關(guan) 鍵器件之一。但當時的電子器件供應，卻不令人樂(le) 觀，為(wei) 搞到一隻適宜電壓擊穿值的穩壓二極管，有時要付出大量的人力、時間，如為(wei) 了買(mai) 到一隻3.3V的穩壓二極管，曾三上縣城廣播器材供應站，卻無功而返，使人大傷(shang) 腦筋。這種境況，也逼得人腦筋開竅，想出另外應付的法子。在長期的電子設備維修生涯中，尋找穩壓二極管，發現穩壓二極管，製造穩壓二極管，成了我的一大樂(le) 趣。

其實在穩壓工作者（假定有這麽(me) 一個(ge) 行業(ye) 的話）的眼裏，所有的電子器件，都具有“電壓擊穿”的特性，都有成為(wei) 穩壓二極管的特質，甚至不是電子器件的物質，如空氣，在一定條件下，都具有這種物性。知道了這點，需用穩壓二極管時，伸手拈來，遍地都地，又哪裏愁購不到穩壓二極管呢。

圖1電路中，正確選取限流電阻R的阻值，是使穩壓電路正常工作的前提。在負載電路空載時，使流過穩壓二極管Dz的電流不超過其最大耐受值而損壞；在最大負載時，仍要保障流過Dz的電流超過最小擊穿電流值，仍其仍處於(yu) 擊穿工作區。從(cong) 穩壓二極管的安全出發，隻要限製其流通電流不超過穩壓二極管最大反向耐受電流，電路元件就不會(hui) 有損壞的危險。穩壓二極管的正常工作區，是指在一定的流通電流條件下，工作於(yu) 其反向擊穿狀態下。此時在較大的電流變化區域內(nei) ，其端電壓變化值是較微小的，甚至可以忽略不計。

我所找到的穩壓二極管代換器件：

1）普通二極管（正向導通電壓）

眾(zhong) 所周知，普通二極管和晶體(ti) 三極管的發射結，有一個(ge) 門坎導通電壓，對矽材料器件，此導通電壓約為(wei) 0.65V左右，隨導通電流的變化，此電壓變化並不是顯著的。因而任何矽材料的普通二極管，均可用作0.6V的穩壓二極管，將其正向壓降作為(wei) 穩壓值。顯然，因普通二極管的工作電流往往數倍於(yu) 穩壓二極管的工作電流，代換後，使功率輸出能力增強，穩壓區變寬。若需要2.5V的穩壓管，將3隻普通二極管串取即可。

純粹采用二極管來代用穩壓管，若所需穩壓值較高，則多隻串聯尤為(wei) 不便。這促使我進一步尋找其它的代換器件。

2）發光二極管（正向導通電壓）

發光二極管的正向導通壓降約1.7~2V之間，1隻可以達到3隻二極管的串聯值，若需3.5V的穩壓管，將其兩(liang) 隻串聯即能代用了。但要注意發光二極管的工作電流值一般為(wei) 10~20mA，注意選取R值，使其流過發光二極管的電流不大於(yu) 20mA。

3）晶體(ti) 三極管的發射結（反向擊穿電壓）

這是較為(wei) 理想的穩壓管替代元件。三極管參數項中，有一項是Vbeo，即發射結反向擊穿電壓值。記得當時，維修當中急需用到6V穩壓管，隨手拿起一隻3DG6晶體(ti) 三極管，在基極串入限流電阻後，施加發射結反向電壓，測得其穩壓值為(wei) 6V，代替原穩壓管，將設備修複。現在應用最多的是90xx係列晶體(ti) 管，若需要5V穩壓管，則可用9013的發射結取代。任意一隻三極管的發射結，都有一個(ge) 較為(wei) 穩壓的擊穿電壓值，因而實際上，晶體(ti) 三極管，也同時是穩壓二極管代用器件。

圖3 穩壓二極管代用電路

4）特定型號的二極管（反向擊穿電壓）

有一次故障檢修中，亟需用到110V穩壓二極管，手頭沒有現成的穩壓管，用其它串聯代用，得用到一大嘟嘍兒(er) ，不太現實。手頭正有高頻小功率整流二極管1N4148，串聯100k電阻，加入DC500V，一試，蹦了起來，真是巧他娘打巧兒(er) 啊，IN4148的反向擊穿電壓值，可不正是110V嘛。普通整流二極管，如IN40xx係列，其反向擊穿電壓值VRRM為(wei) 50V、100V、400V、600V，如果對其反向應用，這簡單就是係列的穩壓二極管啊。

如果用心，還可以在其它電子器件中，找到“穩壓二極管”的。

2、串聯穩壓和並聯穩壓及穩壓的實質

   從(cong) 穩壓元件Dz或電壓調整元件VT與(yu) 負載RL關(guan) 係的不同，可以分為(wei) 並聯（分流）穩壓電路和串聯（分壓）調穩壓電路，兩(liang) 路電路形式，如圖4所示。

圖4 串、並聯穩壓電路

   影響Uo電壓變化的原因有數種，例如溫度變化等，但其中最關(guan) 鍵的兩(liang) 條，即輸入電壓變化和負載電流的變化，影響最為(wei) 顯著。

    若將負載電路等效為(wei) 電阻RL，將穩壓二極管的內(nei) 阻變化等效為(wei) RDz（可變電阻），可以推知其穩壓過程是這樣的：

（a）電路為(wei) 並聯穩壓電路，Dz與(yu) RL成並聯分流關(guan) 係。

   當RL固定不變，隻有輸入電壓變化（例如升高）時，為(wei) 了維持Uo不變，此時RDz的電阻值往小處變化，對供電電流的分流能力增強，以使Uo回落，保持原值不變；   當輸入電壓不變，負載電阻RL變化時（例如變小），負載電流的增大使Uo有低落的趨勢，此時RDz的電阻值增大，分流減小，使Uo上升至原值。

   （b）電路為(wei) 串聯穩壓電路，VT與(yu) RL成串聯關(guan) 係。

   僅(jin) 以輸入電壓不變，負載變化時的穩壓控製過程進行簡要分析。

   當負載電流上升，亦即RL變小時，顯然，此時RVT的電阻值隻有同比例變小，才能維持原分壓值不變；同理，當RL變大時，RVT亦同時按比例變大，才能維持Uo的恒定不變。

   可見，無論是串聯穩壓或是並聯穩壓，無論是輸入電壓變化或是負載電流變化時，穩壓元件或穩壓調整元件隻有做出同步的電阻/電流變化，才能維持輸出Uo不變。穩壓調整元件在此充當的是可變電阻器的角色。換句話說，是穩壓元件或電壓調整元件同步調整了回路電流的變化，來維持輸出電壓的不變。是利用變流調整來實現的穩壓控製。

   線性穩壓電路的缺點，是調整元件本身的功耗較大，即存在有端電壓同時又流過大部或全部的負載電流。有時，調整元件本身的功耗會(hui) 超過負載電路的功耗，致使效率低下。由於(yu) 這個(ge) 致使弱點的存在，導致了開關(guan) 型DC-DC轉換電源的現身，開關(guan) 電源取代線性電源的時代就要來到了。