为什么5.1V是标准齐纳电压而不是5V？

在Digikey上，5.1V齐纳二极管的结果约为1300，而5V二极管的结果为6。

是否有任何与物理学相关的原因？还是其他原因？

齐纳二极管电压很大程度上遵循E24电阻值的间隔，该间隔的范围指定为+/- 5％的精度。

齐纳二极管还没有特别发展为一种技术，而是使用带隙技术来获得准确的电压基准。间隔多年来一直保持不变。

顺便说一句，齐纳二极管在电路中的普及程度不及电子新手，他们有时可以将它们视为有吸引力的“神奇电压降”。与其他设计方法和组件相比，它们的基本误差，明显的温度和电流变化以及相当大的稳定工作电流的结合降低了其实用性。

好吧，与电阻器和电容器一样，齐纳二极管的电压值倾向于遵循一系列优选数值，例如：-

因此，您经常会发现4.3伏，4.7伏，5.1伏，5.6伏的齐纳二极管等。

顺便说一句，在几个供应商范围内的5.1伏稳压二极管具有随温度变化的最低电压温度系数：-

因此，如果您问过为什么许多设计都使用5.1伏齐纳管，那将是物理问题。

如Andy所说，与其他组件一样，可用的齐纳二极管也被迫进入E24系列。这是通过摆弄物理原理来完成的，较低的电压（小于约5V）实际上是齐纳二极管，而较高的电压二极管是雪崩二极管。雪崩二极管的性能要好得多（就尖锐的电压电流“拐点”而言）。这是一些来自 Onsemi的，显示了齐纳电压的特性变化（它们显示为连续变量）：

请注意，齐纳阻抗绘制在很多对数图上，〜3V齐纳在5mA时的阻抗约为80欧姆，而10V齐纳则更像8欧姆。因此，如果我们在前者上使用400欧姆电阻（来自5V电源）。如果我们类似地使用16.7V电源和串联1.33K的10V齐纳二极管，则后者的百分比调节性能要高出25倍以上。因此，较低电压的齐纳管几乎没有用。

有一个利基市场，基于物理原理和上述特性，选择齐纳电压，这是参考电压。对于许多应用，带隙基准已经取代了齐纳二极管-它们具有许多优点，特别是对于非关键性应用-低功耗和低压操作等。它们有噪声并且具有其他缺点，但是这些缺点已逐渐得到解决。

某些最佳的元件基准是带有集成串联二极管的齐纳二极管，可有效地将电压温度系数归零。此组合仅在单个电压/电流组合下工作-大约6.2V或6.55V，因此基础+ 2mV /摄氏度的齐纳二极管比该电压小600mV。这些部件的一个示例是1N829。

这些设备虽然非常稳定，但近来却不那么受欢迎，部分原因是它们无法调整，因此不能使电压容差变得非常严格。具有微调电阻器的现代带隙基准电压源可以具有非常严格的公差。稳定性可能不如齐纳二极管好。

仍可使用的一些最佳参考仍然是集成的齐纳二极管（具有额外的温度补偿和微调功能的地下“埋入式”齐纳二极管，通常呈烤箱形式）。LTZ1000就是一个例子，它在温度系数和稳定性方面可能是最好的通用参考（尽管价格昂贵，耗电且在其他领域也有点需要）。

齐纳二极管倾向于像Andy aka所说的那样遵循E24系列。规定的花园品种齐纳二极管的器件间容差为5％。当温度和齐纳电流的变化考虑在内时，器件的耐受性可能会比5％差很多.5V之差而5v1仅占2％。如果您测试了两个说10个齐纳的袋子，分别是A 5V袋和B 5V1袋，那么您可能无法确定哪个袋是哪一个。5％的电阻也适用相同的理由。