假如有圖1所示電路，輸入電壓Uin加在可變電阻R與負載電阻RL串聯電路的兩端，于是，通過改變R兩端的壓降即可實現穩壓。如輸入電壓新增時，可增大可變電阻R的阻值，使輸人電壓的新增量全部降在它的兩端，這樣，輸出電壓即可維持不變；輸入電壓減少時，可減小R的阻值，使它兩端的壓降隨輸入電壓的減少而減少，以維持輸出電壓不變；若輸人電壓不變，而負載電流變化，這時也可通過改變可變電阻R的阻值，使它兩端的壓降不變，即輸出電壓＝輸入電壓—可變電阻兩端的壓降。這種以調整元件（可變電阻）與負載串聯的電源稱為串聯型穩壓電源。

圖1利用可變電阻穩壓

實際電源電路中，通常利用負反饋原理，以輸出電壓的變化量去控制晶體管集電極與發射極之間的電阻值，原理電路見圖2。圖2示出的是一種最簡單的單管串聯型晶體管穩壓電源。調整元件為晶體管VT1。220V交流電壓經變壓器降壓后，再經整流濾波電路轉換成直流Uin，加在調整管與負載兩端。R'1、R'2和R3（R3=R31＋R32）組成分壓器，用來測量輸出電壓Uout的變化，VD為硅穩壓管，出現基準電壓，R4為其限流電阻。VT2組成的放大器起比較和放大的用途，Rc為其集電極電阻。VT2集電極的輸出直接加到調整管VT1的基極，改變VT1的c、e極之間的電阻。

圖2串聯型晶體管穩壓電源原理電路圖

假如因電網電壓降低或負載電流加大，而使輸出電壓Uout降低，則通過R'1，R'2和R3組成的分壓器使VT2的基極電壓下降。由于VT2的發射極接在穩壓管VD上，此點電位基本不變，所以，VT2的Ube2減小，集電極電流Ic2減小，因而Uc2新增。Uc2新增導致Ib1、Ic1新增，VT1管的c、e之間的電阻減小，從而使輸出電壓恢復到原來的數值附近。放大倍數愈大，輸出電壓的變化就愈小。

當輸出電壓升高時，通過負反饋用途，同樣能使它下降，以維持輸出電壓基本不變。

改變取樣電路的分壓比，則可調節輸出電壓。輸出電壓Uout的近似表達式為

實際的穩壓電源中，調整管常由若干個晶體管復合而成，以擴大輸出電流；為了減小放大器的溫度漂移和提高它的放大倍數，常采用兩級差動式放大電路。為了消除輸人電壓不穩對放大器和輸出電壓的影響，穩壓電源中常新增一組輔助電源，將它與輸出電壓串聯后，向放大器供電。精密電源中，為了降低漂移和噪聲，在電路設計、元器件選擇和制作工藝上還將采取一系列措施。例如，在電網與電源變壓器之間加低通濾波器；將差分管放在恒溫槽中；取樣電路采取抑噪措施；直流電路對地浮置等。