稳压二极管与电流预算

稳住电压的二极管

稳压二极管设计用于反向击穿工作，在规定电流范围内电压变化较小。并联稳压器把它跨接在负载两端；串联电阻限制电源电流，电流分给负载和二极管。

实验台

改变电路设置，预测读数，再检查挑战结果。这些是教学模型，每课都会说明模型的假设。

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工作原理

仅在电流充足时将电压理想限制为 5.1 V。不模拟击穿曲线拐点、容差、发热或损坏；实物有最低工作电流和功率限制。

Vs 是电源电压，R 是串联电阻，RL 是负载电阻。稳压时 Is = (Vs − 5.1)/R，IL = 5.1/RL，Iz = Is − IL。Is 为电源电流，IL 为负载电流，Iz 为稳压管电流；电阻功率 = Is²R。电流不够时，输出低于 5.1 V。

难度

搭建 · 搭建电路
开启 9 V，串联电阻 330 Ω，负载 1 kΩ。读出 5.1 V 和正的稳压管电流。
需要提示？
Vs = 9 V; R = 330 Ω; RL = 1 kΩ → 5.1 V; 6.718 mA
探索 · 改变一个参数
在电源 6 V、负载 1 kΩ 下保持 5.1 V，稳压管电流为 2–10 mA。
需要提示？
Vs = 6 V; R = 100 Ω; RL = 1 kΩ → 5.1 V; 3.9 mA
独立解题 · 完成挑战
在电源 12 V、负载 500 Ω 下保持 5.1 V，稳压管电流为 5–15 mA，串联电阻功率不超过 0.2 W。
需要提示？
Vs = 12 V; R = 330 Ω; RL = 500 Ω → 10.709 mA; 0.144 W

延伸阅读与电路配方

电源和串联电阻固定时，负载多取的电流会先占用原本流过稳压管的电流。

没有有用负载时，并联稳压器仍可能耗电：二极管吸收未使用的电流预算。

5.1 V 稳压管不能从更低的电源变出 5.1 V，也不能稳住无限大的负载电流。