一、稳压二极管的基本定义
稳压二极管（齐纳二极管，Zener Diode） 是一种利用反向击穿特性实现电压稳定的半导体器件。其核心特性是：在反向击穿时，两端电压几乎恒定（Vz），且不会因电流变化而显著改变。
核心公式：
稳压电压（Vz）：二极管反向击穿时的固定电压（如5.1V、12V）。
功率损耗（P）：P = Vz × Iz（Iz为反向电流）。
二、稳压二极管的核心作用
电压稳定：
在输入电压波动或负载变化时，维持输出电压恒定（如5V基准源）。
过压保护：
并联在敏感器件两端，钳制电压不超过Vz（如保护MCU的IO引脚）。
电压参考：
为ADC、运放等提供高精度参考电压（需低温度系数型号）。
三、稳压二极管的典型应用
电压基准电路
设计要点：
选择低温度系数型号（如±2mV/℃）。
配合缓冲器（如运放）提高驱动能力。
四、稳压二极管选型的关键参数
参数定义与选型规则公式/示例稳压电压（Vz）反向击穿电压（需匹配目标稳压值）若需5V稳压，选Vz=5.1V的1N4733A最大功耗（Pmax）允许的最大功率（需≥实际功耗）Pmax ≥ Vz × Iz_max（如500mW）动态电阻（Rz）反向击穿区的等效电阻（越小稳压效果越好）Rz=5Ω（I=10mA时，ΔVz=50mV）温度系数（TC）电压随温度的变化率（高精度场景需低TC）TC=±0.05%/℃ → 温度每升1℃，Vz变化0.5mV反向漏电流（Ir）未击穿时的微小电流（高温下可能增大）25℃时Ir=5μA，100℃时Ir=50μA
五、选型注意事项
1. 限流电阻设计
最小电流保障：确保Iz ≥ Iz_min（如5mA），防止脱离稳压区。
最大电流限制：Iz_max ≤ Pmax / Vz（如500mW/5.1V≈98mA）。
2. 热管理
结温计算：
Tj = Ta + (P × Rθja)
*（Ta：环境温度；Rθja：热阻，如200℃/W）*
示例：Ta=50℃，P=0.5W → Tj=50+0.5×200=150℃（需Tj_max≥150℃）。
3. 精度与稳定性
高精度场景：选低TC（如BZX85C5V1，TC=±5mV/℃）。
宽温应用：选择温度补偿型稳压管（如LM385）。
4. 封装选择
小功率：DO-35（如1N4733A，0.5W）。
大功率：DO-41（如1N5349B，5W）。
六、主流厂商及型号推荐
厂商典型型号关键参数适用场景ON Semi1N4733AVz=5.1V，Pmax=1W，TC=±5%通用稳压VishayBZX85C5V1Vz=5.1V，Pmax=1.3W，TC=±2mV/℃高精度基准STMicroLM4040Vz=2.5V~10V，精度±0.1%精密参考电压Diodes IncDDZ9V1Vz=9.1V，Pmax=500mW，SOD-123封装小尺寸应用
七、设计案例：5V稳压电源
需求：输入电压12V±3V，负载电流10mA。
选型：
稳压管：1N4733A（Vz=5.1V，Pmax=1W，Iz_min=5mA）。
限流电阻：
R = (15V - 5.1V) / (5mA + 10mA) = 9.9V / 15mA ≈ 660Ω → 选680Ω
电阻功率：
P_R = (15V - 5.1V)² / 680Ω ≈ 0.13W → 选0.25W电阻
验证：
最大电流Iz_max = (15V - 5.1V) / 680Ω ≈ 14.6mA < 1W/5.1V≈196mA（安全）。
八、常见问题与解决方案
输出电压不稳：
原因：Iz不足或Rz过大。
解决：减小限流电阻或换低Rz型号。
二极管过热：
原因：功耗超限（如输入电压过高）。
解决：增大限流电阻或选更高Pmax型号。
基准电压漂移：
原因：温度变化影响。
解决：选温度补偿型稳压管（如LM385）。
九、总结
稳压二极管选型需关注Vz、Pmax、Rz和TC四大核心参数：
电压匹配：Vz需精准满足电路需求。
功率余量：确保实际功耗≤Pmax。
动态性能：Rz越小，负载调整率越好。
温度影响：高精度场景需低TC型号。
设计箴言：
“稳压先选Vz，功率算清楚；
动态电阻小，温度要稳住。”
注：具体设计请参考数据手册并结合实际测试验证。