三极管稳压电路仿真分析设计方案

1、稳压原理R3和Z1构成简单的稳压电路，当VIN的电压高于Z1的稳压值Vz时，Z1的负极被稳压在Vz；Z1的负极连接到三极管的基极，三极管发射极E是输出，形成了一个射极跟随器，也就是说，E极的电压随着B电压变化而变化，BE之间有一个压降，一般硅管0.7V左右，假设B极是6.7V，那E极就是6.7-0.7=6V，综上可得VOUT=Vz-Vbe，可以根据VOUT来选择合适的稳压管。2、仿真分析如下是用Tina-TI进行的仿真实验，Z1是5.1V稳压管，限流电阻R1是1.25K，输入V1=30V，仿真结果VF1=4.36V，我们发现这个电路是可以用的。那又有人会说了，三极管导通之后，30V会直接从CE到VF1，为什么输出还是4.36V呢？三极管导通之后，E点电压会升高，当升高到Vbe《0.7V，三极管会关闭，IC电流急剧下降，E点的电压急剧下降，当E的电压下降到Vbe=0.7V，此时三极管再次导通，E点的电压往上升，当Vbe《0.7V时，三极管再次关闭，如此的循环，使得E点的电压会一直稳定在4.36V。3、确定R1的阻值如下是稳压二极管的特性曲线，结合图形，更好的可以理解参数，稳压管的Breakdown区域是Izt~Izm，在这个范围内，稳压管的稳压效果最佳。从稳压管的SPEC中我们可以看到，Vz@Izt这个参数，指在Izt=20mA时，稳压管的稳压值Vz=5.1V，也就是说流过稳压管的电流在20mA以上，稳压效果最佳。再看上面的仿真图，忽略流入三极管基极的电流，那可以算出R1≤（30-5.1）/20mA=1.245K，但是R1的下限又是多少呢？R1的下限取决于Izm，稳压管有一个参数耗散功率Pd，正常工作状态稳压管不能超过这个值，因为稳压值5.1V不变，所以流过稳压管的电流最大Izm=500/5.1=98mA，所以R1最小值为：（30V-5.1V）/98mA=0.25K再次仿真，将R1改为2K，加在稳压管上的电流减小了，VF2变为5V，VF1变为4.26V，稳压效果没有R1=1.25K好，验证了上面的理论。4、电阻R1的功率按照R1=1.25K，稳压管击穿电流Izt=20mA计算，那加在R1上的功率为P=0.02*0.02*1250=0.5W，所以R1的功率需要0.5W以上，否则电阻可能会损坏。