齐纳控制晶体管稳压器电路图讲解

齐纳控制晶体管稳压器

当稳压电源的效率因高电流而变得非常低时，使用齐纳控制的稳压器。齐纳控制的晶体管稳压器有两种。

这种电路也称为发射极跟随器稳压器。之所以这样称呼，是因为所使用的晶体管以发射极跟随器配置连接。该电路由一个N-P-N晶体管和一个齐纳二极管组成。如下图所示，晶体管的集电极和发射极端子与负载串联。因此，该调节器具有名称系列。使用的晶体管是串联调整管。

然后，将滤波后的整流器的输出提供给输入端子，并在负载电阻Rload两端获得稳定的输出电压Vload。基准电压由齐纳二极管提供，晶体管充当可变电阻，其电阻随基极电流Ibase的工作条件而变化。

这种稳压器工作背后的主要原理是，电源或输入电压的大部分变化出现在晶体管上，因此输出电压趋于保持恒定。

因此，输出电压可以写为

Vout=Vzener–Vbe

晶体管基极电压Vbase和齐纳二极管电压Vzener相等，因此Vbase的值几乎保持不变。

操作

当输入电源电压Vin增加时，输出电压V负载也随之增加。Vload的这种增加将导致晶体管基极发射极电压Vbe的电压降低，因为齐纳电压Vzener是恒定的。Vbe的降低导致传导水平的降低，这将进一步增加晶体管的集电极-发射极电阻，从而导致晶体管集电极-发射极电压的增加，所有这些都导致输出电压Vout降低。因此，输出电压保持恒定。当输入电源电压降低时，操作类似。

下一个条件是输出负载变化对输出电压的影响。让我们考虑一种情况，其中电流因负载电阻Rload的降低而增加。这会导致输出电压值降低，从而导致晶体管基极发射极电压增加。这导致集电极发射极电阻值由于晶体管导通电平的增加而降低。这导致输入电流略有增加，从而补偿负载电阻Rload的降低。

该电路的最大优点是齐纳电流的变化降低了β倍，从而大大降低了齐纳效应，获得了更稳定的输出。

串联稳压器的输出电压为Vout=Vzener–Vbe。电路的负载电流Iload将是晶体管可以通过的最大发射极电流。对于像2N3055这样的普通晶体管，负载电流可以高达15A。如果负载电流为零或没有值，则从电源汲取的电流可以写为Izener+Ic（min）。这种发射极跟随器稳压器比普通齐纳稳压器效率更高。只有电阻和齐纳二极管的普通齐纳稳压器必须提供晶体管的基极电流。

局限性

下面列出的限制已经证明，该系列稳压器仅适用于低输出电压。

随着室温的升高，Vbe和Vzener的值趋于降低。因此，输出电压不能保持恒定。这将进一步增加晶体管基极发射极电压，从而增加负载。

没有改变电路中输出电压的选项。

由于只有一个晶体管提供的放大过程很小，因此该电路无法在高电流下提供良好的调节。

与其他稳压器相比，该稳压器在输入变化方面具有较差的调节和纹波抑制。

调整管的功耗很大，因为它等于VccIc，几乎所有变化都出现在Vce处，负载电流大约等于集电极电流。因此，对于重负载电流，调整管必须消耗大量功率，因此会变热。

齐纳控制晶体管并联稳压器

下图显示了并联稳压器的电路图。该电路由一个NPN晶体管和一个齐纳二极管以及与输入电源串联的串联电阻R系列组成。齐纳二极管连接在基极和晶体管的集电极上，晶体管的集电极连接在输出端。

操作

由于串联电阻R系列中存在压降，因此未稳压也随之降低。压降量取决于负载Rload提供的电流。负载两端的电压值取决于齐纳二极管和晶体管基极发射极电压Vbe。

因此，输出电压可以写为

Vout=Vzener+Vbe=Vin–I.Rseries

输出几乎保持不变，因为Vzener和Vbe的值几乎保持不变。这种情况解释如下。

当电源电压增加时，晶体管的输出电压和基极发射极电压增加，从而增加基极电流Ibase，因此导致集电极电流Icoll（Icoll=β.Ibase）增加。

因此，电源电压增加导致电源电流增加，这反过来又导致串联电阻R系列的电压下降，从而降低输出电压。这种降低将足以补偿输出电压的初始增加。因此，输出几乎保持不变。如果电源电压降低，上述工作将反向发生。

当负载电阻Rload降低时，由于通过基极和集电极Ibase和Icoll的电流减少，负载电流Iload增加。因此，R系列上不会有任何压降，输入电流保持恒定。因此，输出电压将保持恒定，并且将是电源电压和串联电阻中的压降之差。如果负载电阻增加，则相反。

局限性

串联电阻会导致巨大的功率损耗。

1.通过晶体管的电源电流将多于通过负载的电流。

2.电路可能存在过电压事故问题。

2.分立晶体管稳压器