Стабилитроны

3.8. Стабилитроны

 

Стабилитрон – это специальный полупроводниковый диод, при работе которого используется обратная ветвь вольт-амперной характеристики в режиме электрического пробоя. При значительных изменениях силы обратного тока через диод напряжение на нем практически не изменяется (стабильно). Если параллельно стабилитрону подключить нагрузку, то напряжение на ней тоже не будет изменяться. Стабилитроны изготавливаются из кремния и называются иногда опорными диодами. У них до наступления пробоя обратный ток очень мал, а в режиме пробоя сравним с прямым током. На рисунке 3.29 показан вид обратной ветви вольт-амперной характеристики стабилитрона.

Стабилитрон характеризуется следующими основными параметрами: минимальный и максимальный ток стабилизации, напряжение стабилизации при заданном токе стабилизации (см. рис. 3.29), дифференциальное сопротивление, температурный коэффициент напряжения стабилизации, максимальная допустимая мощность, рассеиваемая в стабилитроне.

Дифференциальное сопротивление – это отношение изменения напряжения стабилизации к изменению силы тока стабилизации. Изменение тока нужно выбирать как можно меньше, чтобы можно было указать значение сопротивления для определенного тока стабилизации. С уменьшением тока стабилизации дифференциальное сопротивление стабилитрона увеличивается. Минимальное значение тока стабилизации как раз и определяется допустимым увеличением дифференциального сопротивления стабилитрона.

Дифференциальное сопротивление стабилитронов составляет единицы и десятки ом. Для идеального стабилитрона дифференциальное сопротивление равно нулю и рабочую (обратную) ветвь вольт-амперной характеристики можно аппроксимировать двумя отрезками прямых. При напряжении, меньшем напряжения стабилизации, ток через стабилитрон равен нулю. При напряжении, равном напряжению стабилизации, изменение тока через стабилитрон не приводит к изменению напряжения на нем.

Дифференциальное сопротивление стабилитрона (сопротивление переменному току) не следует путать с его статическим сопротивлением (сопротивлением постоянному току), которое во много раз больше дифференциального.

Максимальный ток стабилизации стабилитрона определяется допустимой мощностью рассеяния.

Температурный коэффициент напряжения стабилизации (ТКН) показывает относительное изменение напряжения стабилизации при изменении температуры на 1 К:

Часто ТКН выражают в процентах.

ТКН стабилизации может быть отрицательным (у полупроводников с большой концентрацией примесей, малой толщиной перехода, где пробой происходит за счет туннельного эффекта) и положительным (в полупроводниках с меньшей концентрацией примесей, большей толщиной p-n перехода, где пробой возникает при более высоких напряжениях и является лавинным). У некоторых стабилитронов  ТКН стабилизации изменяет знак при изменении величины тока через стабилитрон.

Значение тока через стабилитрон, при котором изменяется знак ТКН стабилизации, определяет так называемую термостабильную точку стабилитрона. Знание такой точки важно при проектировании высокостабильных стабилизаторов постоянного напряжения.

 

Назад

Содержание

Вперед

Дифференциальное сопротивление — стабилитрон — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Линеаризованная характеристика стабилитрона ( а и его схема замещения ( б.| Схема простейшего стабилизатора напряжения ( а и его схема замещения ( б 2 35.  [1]

Дифференциальное сопротивление стабилитрона — это параметр, который характеризует наклон вольт-амперной характеристики в области пробоя.  [2]

Так как дифференциальное сопротивление стабилитронов на переменном токе меньше, чем на постоянном, то при определении апвых получаем определенный запас расчета.  [3]

Так как дифференциальное сопротивление стабилитрона Ст мало ( несколько ом), то падение переменного напряжения на нем невелико и можно считать, что база транзистора Тв и точка b ( рис.

VI. Отсюда следует, что между точками а и b в схемах, приведенных на рис. VI.7, а и Ь, будет одинаковое сопротивление Явх.  [4]

Каким должно быть дифференциальное сопротивление стабилитрона, чтобы при изменении напряжения на 1 % ток через стабилитрон изменился в 1 5 раза.  [5]

На рис. 2.16 представлена схема измерения дифференциального сопротивления стабилитрона гст, которое относится к 2-параметрам диода. Генератор постоянного тока / Ti обеспечивает через стабилитрон заданный ток, измеряемый амперметром.  [6]

Качество стабилизации напряжения при изменении проходящего тока зависит от

дифференциального сопротивления стабилитрона гст — величины, определяемой отношением приращения напряжения на стабилитроне к вызвавшему его малому приращению тока.  [7]

Коэффициент стабилизации напряжения в схеме рис. 5.15, а возрастает с увеличением: сопротивления балластного резистора и уменьшением дифференциального сопротивления стабилитрона.  [8]

Простейшая схема стабилизации напряжения.| Вольт-амперная характеристика стабилитрона ( к задаче.  [9]

Последовательно с этим параллельным участком включают ограничительный ( балластный) резистор RQ, сопротивление которого должно быть значительно больше дифференциального сопротивления стабилитрона.  [10]

СВЧ Гцр д — прямое сопротивление диода по постоянному току Cogp д — обратное сопротивление диода по постоянному току г — дифференциальное сопротивление стабилитрона Гвых — выходное сопротивление СВЧ диода Гщ — шумовое сопротивление СВЧ диода диф — дифференциальное сопротивление диода Сд — общая емкость диода Собщ.  [11]

Из выражения (4.4) видно, что величина RT Экв не может быть больше величины hziaz KZ — Это равенство возможно, если

дифференциальное сопротивление стабилитрона Дз равно нулю. Из выражения (4.1), заменив Rri на Г1экв, можно определить коэффициент стабилизации для этой схемы. Внутреннее сопротивление схемы рис. 4.3, так же как и для схем рис. 4.2, равно дифференциальному сопротиглению стабилитрона Д со знаком минус. Применение стабилизатора тока вместо гасящего резистора позволяет повысить КПД схемы за счет снижения величины входного напряжения и увеличить ее коэффициент стабилизации.  [12]

Яд ( 1 — п) п / гвхгр2 для схемы рис. 6 — 77, а и Л 1 [ ЯЯ ( 1 — п) п — — Кдп ] / гвю 2 Для схем рис. 6 — 77, б, в; R) —

дифференциальное сопротивление стабилитрона схемы сравнения.  [13]

Схемы стабилитронных источников опорного напряжения. с отрицательной обратной связью на двух транзисторах ( а и на операционном усилителе ( б.  [14]

Схема термокомпенсированного стабилитронного источника со стабилизацией тока питания стабилитрона приведена на рис. 31.4 а. В этой схеме обеспечивается значительное снижение дифференциального сопротивления стабилитрона за счет отрицательной обратной связи по току стабилитрона.

 [15]

Страницы:      1    2

Анализ цепи

— В чем разница между дифференциальным сопротивлением и сопротивлением?

спросил 2 года 9 месяцев назад

Изменено 2 года, 9 месяцев назад

Просмотрено 2к раз

\$\начало группы\$

Я наткнулся на то, что $$r_{diff} = \frac{dV}{dI}$$ — это дифференциальное сопротивление. В чем смысл дифференциального сопротивления, что оно говорит нам, чего не говорит обычное сопротивление?

Также в этой литературе, которую я читаю, авторы предпочитают отображать/читать графики $$ r_{diff} — I$$ (дифференциальное сопротивление в зависимости от тока смещения) для схемы со смещением по току, в то время как я традиционно привык Показания ВАХ, так почему же берут первую? А также о чем это говорит нам, чего не говорит ВАХ?

• анализ цепи
• сопротивление

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Его также называют динамическое сопротивление .

То, что вы называете дифференциальным сопротивлением, имеет значение, когда речь идет о нелинейном резистивном элементе, таком как диод, как в проверенном 1N4148: —

Или, может быть, в напряжении пробоя стабилитрона: —

Итак, на примере 1N4148 можно увидеть, что I/V (или V/I) при токе (скажем) 100 мА существенно отличается от наклона при токе 1 мА.

• При 100 мА кажущееся сопротивление составляет 1 вольт ÷ 100 мА = 10 Ом
• При 100 мА динамическое сопротивление составляет около 0,2 В ÷ 10 мА = ~20 Ом
• При 1 мА кажущееся сопротивление составляет 0,6 В ÷ 1 мА = 600 Ом
• При 1 мА динамическое сопротивление составляет около 0,2 вольта ÷ 100 мкА = ~2 кОм

Как видите, существует большая разница между кажущимся и динамическим сопротивлением.

Для стабилитрона, когда он начинает проводить, наклон V/I немного изменяется, когда он переходит от непроводящего к «полностью включенному». Но это та же основная история о кажущемся и динамическом сопротивлении.

Также в этой литературе, которую я читаю, авторы выбирают выполнение/чтение графиков \$r_{diff}−I\$ (дифференциальное сопротивление в зависимости от текущего смещения) для цепи с током смещения

Это связано с тем, что динамическое сопротивление зависит от приложенного тока (как у диода 1N4148).

так почему они берут первый? А также, что это говорит нам, что ВАХ нет?

Ну, полная ВАХ действительно содержит информацию, но иногда полезно, если кто-то сказал вам, каково динамическое сопротивление на определенных уровнях тока, потому что это избавляет вас от работы.

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Rdiff действителен, когда нужно рассчитать, насколько в нелинейной цепи (например, в транзисторном усилителе или диодном аттенюаторе) сигнал переменного тока усиливается или ослабляется. Мы называем это линеаризацией, и его можно использовать с пользой, когда сигнал переменного тока в цепи суммируется с составляющей постоянного тока, в десятки или сотни раз большей. Например, транзистор имеет ток коллектора холостого хода, скажем, 1 мА, и сигнал заставляет ток колебаться плюс-минус 0,1 мА или меньше.

Расчет работы цепи с малоамплитудными сигналами переменного тока называется «анализом малых сигналов». Для анализа все детали должны быть смоделированы с дифференциальными значениями. Расчет составляющих постоянного тока (= нахождение «рабочей точки») сначала выполняется полностью отдельно, и для этих значений постоянного тока выводятся или измеряются дифференциальные (=динамические) значения для деталей. Ваша кривая Rdiff в зависимости от постоянного тока — это место, где можно найти необходимое значение Rdiff для анализа.

Rdiff не сообщает ничего, что не входит в полное описание того, как работает компонент, но это очень полезное упрощение для анализа переменного тока слабого сигнала, когда полное описание содержит в основном ненужные данные. Вы можете легко ввести данные в программу анализа цепей Rdiff, но для полного описания требуется полная модель используемого компонента. Программы анализа рассчитывают в анализе переменного тока необходимые дифференциальные значения из полной модели, если она включена.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Мне кажется, что диоды (переходы эмиттер-база) используются в сотовых телефонах в качестве логарифмических сигнальных процессоров, чтобы справиться с отношением мощности миллиард к одному, которое испытывают телефоны.

В зависимости от того, как легирован переход, идеальное динамическое сопротивление (dV/dI) будет изменяться обратно пропорционально току.

При 1 мА ожидаемое сопротивление 26 Ом.

При 1 микроампер ожидаемое сопротивление 26 000 Ом

При 1 наноампер ожидаемое сопротивление 26 000 000 Ом (и МЕДЛЕННЫЙ отклик).

Производная уравнения диода дает это dV/dT.

Обратите внимание, я не указал значения для 10 мА и 100 мА. Это связано с тем, что объемное сопротивление кремния («предел рассеяния») вносит линейную составляющую в dV/dI, и чистая экспоненциальная/логарифмическая математика больше недоступна для точного использования.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

диодов — Конфигурация резистора Зенера

спросил 6 лет, 5 месяцев назад

Изменено 6 лет, 5 месяцев назад

Просмотрено 349 раз

\$\начало группы\$

Вспоминая этот вопрос: Выбирая последовательные резисторы для стабилитронов

, я подумал открыть новый вопрос, связанный с этим, потому что он сосредоточен на определенной части старого вопроса.

Говорят, что когда стабилитрон данного напряжения используется с меньшим током, чем тестируемый, он обеспечивает меньшее значение стабилитрона. Я попробовал с BZX84C3V3 и подал 5 В с 560 Ом: у меня немного больше 3,3 В, что составляет уменьшил при использовании 2,2 кОм. Снижает ли стабилитрон напряжение лучше (или даже до низкого напряжения, чем 3V3) при снижении тока?

Это соответствует таблице данных, но я не понимаю логики: разве стабилитрон не должен быть меньше , разомкнутым на GND с более низким током? И, будучи менее открытым, должно присутствовать большее сопротивление стабилитрона, и, согласно делителю напряжения, я увижу более высокое напряжение. Вместо этого происходит обратное.

• резисторы
• диоды
• стабилитрон

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Вы путаете несколько понятий. Динамическое сопротивление стабилитрона представляет собой изменение напряжения стабилитрона, деленное на изменение тока стабилитрона вокруг рабочей точки. Это линеаризованная часть кривой IV.

Кривая зависимости напряжения стабилитрона от тока нелинейна и в целом симпатична ужасно неидеальный для стабилитрона на 3,3В. Ниже приведен типичный набор кривых из другого ответа:

Вы можете видеть, что при 10 мА вы получаете около 3,4 В от стабилитрона «3,3 В», но при 0,1 мА вы получаете больше похоже на 1,9 В. Нелегко увидеть динамическое сопротивление на этом наборе кривых, потому что это логарифмический график, но динамическое сопротивление будет намного меньше при большом токе. Это было бы обратной величиной наклона кривой на аналогичном, но линейно-линейном графике.

Стабилитроны с более высоким напряжением ведут себя гораздо более идеально, с почти вертикальными ВАХ в широком диапазоне токов. Поэтому в основном мы избегаем использования низковольтных стабилитронов в пользу активных схем, таких как TL431.

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Стабилитрон работает при обратном смещении, поэтому взгляните на нижнюю половину кривой ВАХ.