稳压二极管的稳压电路，它的电流缺陷怎么解决？

来源：今日头条 芯片哥

工程师，在开发设计一些电路项目，会处理各种不同功能的电路问题。有时候为了一个完美的电路解决方案，工程师会找几种电路，进行不断地调试，去验证。
调试电路的艰辛，芯片哥相信工程师都懂得~~~
在设计稳压电路，工程师选择的方案可能不尽相同，例如

• 三端稳压，常见的电路器件如78M05，1117-3.3等；
  
• 稳压二极管，常见的电路器件如BZT52C5V1S，MM1Z5B1等；
  
• 开关稳压，常见的电路器件如LM2596，ME2108等；
  

开关稳压，也叫做DC-DC电源稳压，它与三端稳压一样，经常被工程师在项目中使用。工程师对它们的电路特性也非常熟悉，只是另外一种稳压二极管的稳压电路，可能用的场合就会少很多，因此对它的电路特性，可能还存在一些查缺补漏。


稳压二极管

稳压二极管，顾名思义，它是一种类型的二极管，只是它与普通二极管的电路功能有所区别，它能起到稳压的作用。
具体是怎么起到稳压的作用呢？
首先，芯片哥和工程师一起从它的电路符号重新认识一下稳压二极管

它分为A极与K极，也就是正极与负极。普通二极管的正常工作是A极接电路的正极，K极接电路的负极，而稳压二极管的电路连接却是相反的
稳压二极管，它的A极是连接电路的负极，K极是连接电路的正极，电流的流向是从K极流向A极，不是从A极流向K极。
其次，芯片哥和工程师一起再了解一下稳压二极管的电路特性

从电路曲线看出，稳压二极管两端的电流即使有△i大小的变化，它的两端电压变化也非常小，这就是它的电路工作原理特性。
最后，芯片哥和工程师一起分析一下稳压二极管的应用电路

输入端Ui，经过电阻R1连接到稳压二极管K极，A极直接连接到地GND，稳压二极管的两端对外输出电压Uo。
在Ui由零逐渐增大的过程，Uz为稳压二极管的最小电压稳压值

• Ui小于Uz，或者经过R1电阻流入稳压二极管的电流，不足以使稳压二极管工作在稳压状态，则Uo = Ui；
  
• Ui大于Uz，或者经过R1电阻流入稳压二极管的电流，可以使得稳压二极管工作在稳压状态，则Uo = Uz；
  

显然，在稳压二极管对外输出稳定的电压Uz时，输出的电流有一部分是被稳压二极管自身消耗的，也就是电流Iz。由于稳压二极管的K极电压是固定不变的，为Uz，所以R1电阻消耗的电流也就等于
这个Ir电流，就是稳压二极管对外向负载提供的最大电流；假如负载消耗的电流超过Ir，那么这个问题，工程师该如何解决呢？
其实，稳压二极管虽然能提供稳定的电压，但由于其电流驱动能力有限，因此这个也成为了它的电流缺陷。

解决电流缺陷

要解决稳压二极管的电流缺陷问题，工程师可以借助三极管的电流放大特性，优化改良下原来的稳压二极管电路。

RL为电路的负载，直接与三极管的发射极连接。三极管的集电极连接到电源VCC，基极连接到稳压二极管K极，这样利用稳压二极管的稳压特性，以及三极管基极发射级PN结0.7V的压差特性，输出负载RL的电压就维持不变，达到恒定的效果。
若负载RL需要消耗大的电流，三极管的发射极就可以从电源VCC吸取，通过其自身的电流放大作用，提供给负载RL工作。
总结发现，这个优化改良后的稳压电路，它实现了两个电路功能

• 稳压功能。三极管的PN结稳压，结合稳压二极管的稳压，对外就能输出一个稳定的电压；
  
• 大电流功能。三极管的电流放大作用，可以提供稳压二极管不能提供的大电流；
  

通过一个简单的三极管电流放大特性，重新优化稳压二极管的电路，就较好地解决了稳压二极管的电流缺陷问题了。

写在最后


虽然三极管的电流放大特性，可以解决稳压二极管的电流驱动能力不足缺陷问题，但与此同时，也改变了稳压二极管的输出电压幅值；
由原来的Uz，增加到Uz + 0.7V；
工程师在使用此电路，需要注意使用的电路场景；比如在一些电压精度要求比较高的电路中，这个优化改良的后的稳压电路，是不适合的。
它只适合负载对电压精度要求不高的应用，工程师需要在开发项目时候注意这一点。