稳压二极管，也称为齐纳二极管(Zener Diode)，是一种特殊的半导体二极管，它在反向偏置状态下工作，并在特定的电压下开始导通。这种特性使得稳压二极管成为电路中实现稳定电压输出的理想元件，广泛应用于各种电子设备中作为参考电压源或过压保护装置。
稳压二极管工作原理
1. 正向特性：当稳压二极管处于正向偏置状态时，其行为与普通二极管相似，即在施加一定电压后开始导通，允许电流通过。这一电压通常较低，大约为0.6V到0.7V(对于硅基二极管)。
2. 反向击穿特性：稳压二极管的独特之处在于其反向击穿区域。当二极管受到反向电压时，通常情况下不会导通。但是，一旦反向电压达到某个特定值——称为齐纳电压或稳压电压(\(V_Z\))，二极管会突然进入击穿状态，此时即使输入电压有较大波动，二极管两端的电压也能保持相对恒定。这是由于在击穿区，二极管内部的电场非常强，能够使价带中的电子获得足够的能量跃迁至导带，形成大量的载流子对，从而导致电流急剧增加。
3. 稳压作用：利用上述反向击穿特性，稳压二极管可以在电路中起到稳压的作用。当负载变化引起电源电压波动时，稳压二极管能够自动调节自身电阻，确保输出电压基本不变。具体来说，如果电源电压上升，则通过稳压二极管的电流增加，但其两端的电压维持在设定的稳压值;反之亦然。
4. 功率限制：需要注意的是，虽然稳压二极管可以提供稳定的输出电压，但它只能处理有限的功率。因此，在设计电路时，必须考虑二极管的最大耗散功率(\(P_{max}\))，以避免因过热而损坏。
稳压二极管应用
- 电压稳压：最常见的应用是在电源电路中提供一个稳定的直流电压。
- 过压保护：可以用来防止电路中的瞬态高压对敏感组件造成损害。
- 信号调制：在某些通信系统中用于频率调制或解调。
- 参考电压源：在精密测量和控制电路中作为基准电压源。