在電子電路應(yīng)用中，常常需要將一個(gè)較高的直流電壓降低到合適的數(shù)值以供特定設(shè)備使用。例如，51 單片機(jī)供電系統(tǒng)通常需要 5V 電壓，若提供的是 24V 直流電壓，就必須采取降壓措施。
常見的做法是使用 LM7805 穩(wěn)壓器，將 24V 電壓經(jīng)過該穩(wěn)壓器后降壓輸出 5V 為單片機(jī)供電。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，所需元件較少。然而，LM7805 穩(wěn)壓器價(jià)格約為 1 元，相較于三極管、二極管等元件，價(jià)格相對較高，導(dǎo)致整體成本增加。
為了尋找更具成本效益的解決方案，我們可以考慮使用穩(wěn)壓二極管。穩(wěn)壓二極管的特性是，當(dāng)反向電流達(dá)到一定值時(shí)，其負(fù)極相對于正極的電壓能穩(wěn)定在特定值?；诖颂匦裕覀冊O(shè)計(jì)了如下電路：

在這個(gè)電路中，使用了一個(gè) 5.6V 的穩(wěn)壓管，R1 是限流電阻，其作用是為穩(wěn)壓管提供大于 2mA 的電流，以確保穩(wěn)壓管能工作在穩(wěn)壓狀態(tài)。但當(dāng)接入 RL 負(fù)載后，RL 與穩(wěn)壓管形成并聯(lián)，會分走一部分電流，導(dǎo)致流過穩(wěn)壓管的電流不足 2mA，使穩(wěn)壓管無法正常工作在穩(wěn)壓狀態(tài)。
有人可能會提出減小 R1 電阻阻值的方法。然而，這種方法存在弊端。一方面，如果負(fù)載固定，穩(wěn)壓管的電流會過大，造成能源浪費(fèi)；另一方面，實(shí)際應(yīng)用中負(fù)載通常是變化的，這會導(dǎo)致穩(wěn)壓管的電流不穩(wěn)定，進(jìn)而影響整個(gè)穩(wěn)壓效果。因此，僅依靠穩(wěn)壓管無法實(shí)現(xiàn)提供可變的大電流的需求。
三極管具有電流放大作用，我們可以將穩(wěn)壓管和三極管結(jié)合起來，利用三極管提供電流，利用穩(wěn)壓二極管進(jìn)行穩(wěn)壓，電路如下：

這是一個(gè) NPN 三極管。由于 R1 的存在，穩(wěn)壓管始終有足夠的電流流過，使其處于穩(wěn)壓狀態(tài)，即三極管的 B 極電壓始終為 5.6V。從電路起始狀態(tài)分析，三極管 C 極電壓為 24V，B 極電壓為 5.6V，E 極電壓為 0V。此時(shí)，三極管 B - E 間會有電流流過，進(jìn)而導(dǎo)致三極管 CE 間也有電流，且電流會逐漸增大。
隨著 E 極電壓升高，三極管會進(jìn)入開通狀態(tài)，此時(shí) E 極電壓為 5V，因?yàn)?BE 之間存在 0.7V 的壓降。三極管導(dǎo)通后，24V 電壓通過三極管到達(dá) E 極，E 極電壓繼續(xù)升高。當(dāng) E 極電壓升高到大于 5.6V 時(shí)，三極管會完全關(guān)閉，E 極電壓逐漸減小。當(dāng) E 極電壓減小到 5V 時(shí)，三極管又會導(dǎo)通。如此循環(huán)，E 極電壓就能穩(wěn)定在 5V 左右。
為了進(jìn)一步提高輸出電壓的質(zhì)量，我們可以在后面添加電解電容和高頻電容進(jìn)行濾波。經(jīng)過濾波后，輸出電壓的紋波會非常小，能滿足大多數(shù)設(shè)備對電源穩(wěn)定性的要求。