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 |
Искусство схемотехники, Т.1
Искусство схемотехники, Т.1
ОглавлениеПРЕДИСЛОВИЕПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ НАПРЯЖЕНИЕ, ТОК И СОПРОТИВЛЕНИЕ 1.01. Напряжение и ток 1.02. Взаимосвязь напряжения и тока: резисторы ПРИСТАВКИ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ КРАТНЫХ И ДОЛЬНЫХ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЗИСТОРЫ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗИСТОРОВ ФИРМЫ ALLEN BRADLEY, (СЕРИЯ АВ, ТИП СВ) 1.03. Делители напряжения 1.04. Источники тока и напряжения 1.05. Теорема об эквивалентном преобразовании источников (генераторов) 1.06. Динамическое сопротивление СИГНАЛЫ 1.07. Синусоидальные сигналы 1.08. Измерение амплитуды сигналов 1.09. Другие типы сигналов 1.10. Логические уровни 1.11. Источники сигналов КОНДЕНСАТОРЫ И ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1. 12. Конденсаторы КОНДЕНСАТОРЫ 1.13. RС-цепи: изменения во времени напряжения и тока 1.14. Дифференцирующие цепи 1.15. Интегрирующие цепи ИНДУКТИВНОСТИ и ТРАНСФОРМАТОРЫ 1.16. Индуктивности 1.17. Трансформаторы 1.18. Частотный анализ реактивных схем 1.19. RC-фильтры 1.20. Векторные диаграммы 1.21. «Полюсы» и наклон в пределах октавы 1.22. Резонансные схемы и активные фильтры 1.23. Другие примеры использования конденсаторов 1.24. Обобщенная теорема Тевенина об эквивалентном преобразовании (эквивалентном генераторе) ДИОДЫ И ДИОДНЫЕ СХЕМЫ 1.25. Диоды 1.26. Выпрямление 1.27. Фильтрация в источниках питания 1.28. Схемы выпрямителей для источников питания 1.29. Стабилизаторы напряжения 1.30. Примеры использования диодов 1.31. Индуктивные нагрузки и диодная защита ДРУГИЕ ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ 1.33. Индикаторы 1.34. Переменные компоненты ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 2. ТРАНЗИСТОРЫ 2.01. Первая модель транзистора: усилитель тока НЕКОТОРЫЕ ОСНОВНЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ СХЕМЫ 2.02. Транзисторный переключатель 2.03. Эмиттерный повторитель 2.04. Использование эмиттерных повторителей в качестве стабилизаторов напряжения 2.05. Смещение в эмиттерном повторителе 2.06. Транзисторный источник тока 2.07. Усилитель с общим эмиттером 2.08. Схема расщепления фазы с единичным коэффициентом усиления МОДЕЛЬ ЭБЕРСА-МОЛЛА ДЛЯ ОСНОВНЫХ ТРАНЗИСТОРНЫХ СХЕМ 2.10. Улучшенная модель транзистора: усилитель с передаточной проводимостью (крутизной) 2.11. Еще раз об эмиттерном повторителе 2.13. Еще раз об усилителе с общим эмиттером 2.13. Смещение в усилителе с общим эмиттером 2.14. Токовые зеркала НЕКОТОРЫЕ ТИПЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ 2.15. Двухтактные выходные каскады 2.16. Составной транзистор (схема Дарлингтона) 2.17. Следящая связь 2.18. Дифференциальные усилители 2.19. Емкость и эффект Миллера 2. 20. Полевые транзисторы 2.21. Стабилизированный источник напряжения 2.22. Терморегулятор 2.23. Простая логическая схема на транзисторах и диодах СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ 2.24. Удачные схемы 2.25. Негодные схемы ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 3. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 3.01. Характеристики полевых транзисторов 3.02. Типы ПТ 3.03. Общая классификация ПТ 3.04. Выходные характеристики ПТ 3.05. Производственный разброс характеристик ПТ ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ НА ПТ 3.06. Источники тока на ПТ с р-n-переходом 3.07. Усилители на ПТ 3.08. Истоковые повторители 3.09. Ток затвора ПТ 3.10. ПТ в качестве переменных резисторов КЛЮЧИ НА ПТ 3.11. Аналоговые ключи на ПТ 3.13. Несколько схем на ПТ-ключах 3.14. Логические и мощные ключи на МОП-транзисторах 3.15. Необходимые предосторожности в обращении с МОП-транзисторами СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ ГЛАВА 4. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ И ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ 4.01. Предварительные сведения об обратной связи 4.02. Операционные усилители 4.03. Важнейшие правила ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ 4.04. Инвертирующий усилитель 4.05. Неинвертирующий усилитель 4.06. Повторитель 4.07. Источники тока 4.08. Основные предостережения по работе с ОУ 4.09. Линейные схемы 4.10. Нелинейные схемы ПОДРОБНЫЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ 4.11. Отличие характеристик идеального ОУ от реального 4.12. Эффекты ограничений ОУ на работу схем на их основе 4.13. Микромощные и программируемые ОУ ПОДРОБНЫЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ НЕКОТОРЫХ СХЕМ НА ОУ 4.14. Логарифмический усилитель 4.15. Активный пиковый детектор 4.16. Выборка-запоминание ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ 4.17. Активный ограничитель 4.18. Схема выделения модуля абсолютного значения сигнала 4.19. Интеграторы 4.20. Дифференциаторы РАБОТА ОУ С ОДНИМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ 4. 21. Смещение усилителей переменного тока, использующих один источник питания. 4.22. Операционные усилители с одним источником питания. КОМПАРАТОРЫ И ТРИГГЕР ШМИТТА 4.23. Компараторы 4.24. Триггер Шмитта ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ И УСИЛИТЕЛИ С КОНЕЧНЫМ УСИЛЕНИЕМ 4.25. Уравнение для коэффициента усиления 4.26. Влияние обратной связи на работу усилителей 4.27. Два примера транзисторных усилителей с обратной связью НЕКОТОРЫЕ ТИПИЧНЫЕ СХЕМЫ С ОПЕРАЦИОННЫМИ УСИЛИТЕЛЯМИ 4.28. Лабораторный усилитель общего назначения 4.29. Генератор, управляемый напряжением 4.30. Линейный переключатель на полевом транзисторе с p-n-переходом, с компенсацией. 4.31. Детектор нуля для ТТЛ-схем 4.32. Схема измерения тока в нагрузке ЧАСТОТНАЯ КОРРЕКЦИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 4.33. Зависимость коэффициента усиления и фазового сдвига от частоты 4.34. Методы коррекции усилителей 4.35. Частотная характеристика цепи обратной связи СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ 4. 36. Некоторые полезные идеи ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 5. АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ 5.01. Частотная характеристика RC-фильтров 5.02. Идеальный рабочий режим LC-фильтров 5.03. Введение в активные фильтры: обзор 5.04. Критерии режима работы фильтра Ки 5.05. Типы фильтров СХЕМЫ АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ 5.06. Схемы на ИНУН 5.07. Проектирование фильтров на ИНУН с использованием наших упрощенных таблиц 5.08. Фильтры, построенные на основе метода переменных состояния 5.09. Двойной Т-образный фильтр-пробка 5.10. Построение фильтров на гираторах 5.11. Фильтры на переключаемых конденсаторах ГЕНЕРАТОРЫ 5.13. Релаксационные генераторы 5.14. Классическая ИС таймера-555 5.15. Генераторы, управляемые напряжением 5.16. Квадратные генераторы 5.17. Мостовые генераторы Вина и L С-генераторы 5.18. LС-генераторы 5.19. Генераторы с кварцевыми резонаторами СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 6. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ БАЗОВЫЕ СХЕМЫ СТАБИЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ КЛАССИЧЕСКОЙ ИМС 723 6.01. ИМС стабилизатора 723 6.02. Стабилизатор положительного напряжения 6.03. Стабилизаторы с большими выходными токами ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛООТВОДА МОЩНЫХ СХЕМ 6.04. Мощные транзисторы и отвод тепла 6.05. Ограничители тока с обратным наклоном характеристики 6.06. Защита от больших напряжений 6.07. Специальные вопросы проектирования сильноточных источников питания 6.08. Программируемые источники питания 6.09. Пример схемы источника питания 6.10. Другие ИМС стабилизатора НЕСТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 6.11. Компоненты линии переменного тока 6.12. Трансформаторы 6.13 Элементы схемы, работающие на постоянном токе ИСТОЧНИКИ ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ 6.14. Стабилитроны 6.15. Источник опорного напряжения на стабилитроне ТРЕХВЫВОДНЫЕ И ЧЕТЫРЕХВЫВОДНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ 6.16. Трехвыводные стабилизаторы 6.17. Трехвыводные регулируемые стабилизаторы 6.18. Дополнительные замечания относительно трехвыводных стабилизаторов 6.19. Импульсные стабилизаторы и преобразователи постоянного тока ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ 6.20. Высоковольтные стабилизаторы 6.21. Источники питания с малым уровнем помех и малым дрейфом 6.22. Микромощные стабилизаторы 6.23. Преобразователи напряжения с переключаемыми конденсаторами (зарядовый насос) 6.24. Источники стабилизированного постоянного тока 6.25. Коммерческие модули источников питания СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ |
[стабилитрон] Что такое сопротивление Rz (импеданс Zz)?
В этой статье объясняется «Сопротивление (импеданс) стабилитрона».
В стабилитроне при изменении тока стабилитрона \(I_Z\) незначительно изменяется напряжение стабилитрона \(V_Z\). Наклон напряжения Зенера \(V_Z\) и тока Зенера \(dV_Z/dI_Z\) называется сопротивлением (или импедансом) стабилитрона.
Теперь я подробно объясню «Сопротивление (импеданс) стабилитрона» с помощью диаграмм.
Сопротивление (импеданс) стабилитрона
На приведенном выше рисунке показана характеристика «Ток Зенера \(I_Z\)-Напряжение Зенера \(V_Z\)» стабилитрона.
В идеале напряжение стабилитрона \(V_Z\) стабилитрона должно оставаться постоянным даже при изменении тока стабилитрона \(I_Z\).
В действительности, однако, напряжение Зенера не является абсолютно постоянным, и при изменении тока Зенера \(I_Z\) \(dI_Z\) напряжение Зенера \(V_Z\) изменяется \(dV_Z\). Следовательно, «характеристика тока Зенера \(I_Z\) — напряжения Зенера \(V_Z\)» имеет наклон.
Этот наклон представляет собой сопротивление \(R_Z\) стабилитрона. Сопротивление \(R_Z\) стабилитрона выражается следующим уравнением.
\begin{eqnarray}
R_Z=\frac{dV_Z}{dI_Z}
\end{eqnarray}
Сопротивление \(R_Z\) стабилитрона называется его динамическим сопротивлением (или рабочим сопротивлением).
Дополнение
- Символы сопротивления стабилитрона обычно представлены \(R_Z\), \(Z_Z\), \(R_{ZT}\), \(Z_{ZT}\), и \(г\).
- В идеале стабилитрон имеет постоянное напряжение стабилитрона \(V_Z\) (\(dV_Z = 0\)) даже при изменении тока стабилитрона \(I_Z\), поэтому идеальное значение сопротивления \(R_Z\) стабилитрона равен нулю.
- Чем меньше сопротивление \(R_Z\) стабилитрона, тем меньше изменение напряжения стабилитрона \(V_Z\) при изменении тока стабилитрона \(I_Z\) и тем выше производительность стабилитрона.
- Сопротивление \(R_Z\) стабилитрона изменяется в зависимости от протекающего через него тока стабилитрона. Следовательно, при подаче определенного тока сопротивление \(R_Z\) становится меньше, что приводит к лучшей стабильности напряжения стабилитрона \(V_Z\).
- Сопротивление \(R_Z\) стабилитрона имеет тенденцию к увеличению при подъеме стабилитрона (когда начинает течь ток). Рабочее сопротивление при подъеме называется «Rise Dynamic Resistance (Rise Operating Resistance) \(R_{ZK}\)». Повышение рабочего сопротивления будет объяснено позже.
Эквивалентная схема стабилитрона
Используя сопротивление \(R_Z\) стабилитрона, эквивалентная схема стабилитрона показана на рисунке выше.
Эквивалентная схема стабилитрона может быть представлена последовательным соединением напряжения стабилитрона \(V_Z\) и резистора \(R_Z\). В эквивалентной схеме напряжение стабилитрона \(V_Z\) предполагается постоянным, а изменение напряжения стабилитрона \(V_Z\) из-за тока стабилитрона \(I_Z\) представлено резистором \(R_Z\).
Нарастание динамического сопротивления (нарастание рабочего сопротивления) стабилитрона
Сопротивление на переднем фронте стабилитрона называется «Нарастание динамического сопротивления (нарастание рабочего сопротивления) \(R_{ZK}\)» и указано на техническая спецификация.
На приведенном выше рисунке показана часть технического описания Panasonic DZ2J062x0L. Можно видеть, что динамическое сопротивление нарастания (нарастание рабочего сопротивления) \(R_{ZK}\) составляет 100 Ом при подаче тока стабилитрона \(I_Z = 0,5{\mathrm{мА}}\).
Также видно, что по мере увеличения тока стабилитрона и \(I_Z = 5{\mathrm{мА}}\) сопротивление \(R_Z\) стабилитрона становится равным 30 Ом.
Дополнение
- Символы динамического сопротивления нарастания стабилитрона обычно представляются как \(R_{ZK}\) или \(Z_{ZK}\).
Резюме
В этой статье была объяснена следующая информация о «сопротивлении (импедансе) стабилитронов».
- Сопротивление (импеданс) стабилитрона
- Увеличение динамического сопротивления (повышение рабочего сопротивления) стабилитрона
Спасибо за прочтение.
Связанная статья
«Информация о диодах Зенера» подробно объясняется в следующих статьях. Если вы заинтересованы, пожалуйста, проверьте это по ссылке ниже.
- Что такое стабилитрон? Как это работает?
- Что такое напряжение Зенера? (Определение, характеристики)
- [стабилитрон] Что такое обратный ток (ток утечки)?
- [стабилитрон] Номинальный ток (IF,IFRM,IZM,IZSM)
- [стабилитрон] Что такое рассеиваемая мощность Pd?
- Температурный коэффициент стабилитрона
Прямое смещение, обратное смещение [Примечания GATE]
Серия испытаний
Динамическое сопротивление это сопротивление устройство предлагает при подключении к источнику переменного тока. Сопротивление любого устройства или материала — это его свойство сопротивляться протеканию через него зарядов. Поскольку напряжение в сети переменного тока постоянно меняется, сопротивление определяется отношением небольшого изменения напряжения к небольшому изменению значения тока через него.
В этой статье мы обсудим динамическое сопротивление диодного прибора, двухвыводного полупроводникового прибора. Также поговорим о характеристиках диодов и определим в них динамическое сопротивление для разных условий смещения.
Загрузить формулы для электроники и средств связи GATE — аналоговые схемы
Содержание
- 1. Определение динамического сопротивления
- 2. Сопротивление в диоде
- 3. Динамическое сопротивление при прямом смещении
- 4. Динамическое сопротивление при обратном смещении
Прочитать статью полностью
Определение динамического сопротивления
Динамическое сопротивление определяется как сопротивление, обеспечиваемое диодным полупроводниковым устройством, когда питание переменного тока смещает его. Базовое подключение к диоду с источником переменного тока показано на рисунке ниже.
Задается как отношение изменения напряжения к изменению тока через диод. Это математически дается как.
R AC = ΔV / ΔI
Где ΔV — небольшое изменение напряжения, а ΔI — изменение тока.
Сопротивление диода
Сопротивление диода можно определить как эффективное сопротивление, обеспечиваемое диодом при протекании через него прямого тока. Следовательно, сопротивление диода можно определить как эффективное сопротивление, которое диод оказывает при смещении питания. Диод при прямом смещении может иметь два типа сопротивления: статическое сопротивление и динамическое сопротивление.
Динамическое сопротивление PDF
Прямое и обратное сопротивление диода можно определить по его характеристикам прямого и обратного смещения. Однако ни одно устройство нельзя считать идеальным. Следовательно, на практике каждый диод будет иметь небольшое сопротивление при прямом смещении и значительное сопротивление при обратном смещении.
На приведенной выше блок-схеме показаны различные сопротивления, которые предлагает диод идеи.
Загрузить формулы для электроники и средств связи GATE — Сигнальные системы
Динамическое сопротивление при прямом смещении
Динамическое сопротивление можно рассчитать по кривой V-I диода с p-n переходом. Он определяется как отношение изменения напряжения к изменению тока. Кривая ВАХ диода с p-n переходом приведена ниже.
Динамическое сопротивление в формуле прямого смещения
Математически динамическое прямое сопротивление определяется как: 0101
Где В T — тепловое напряжение, определяемое уравнением Эйнштейна, равное kT/q, где k — постоянная Больцмана (k=8,85 x 10-12 Ф/м)
Динамическое сопротивление при обратном смещении
Обратное смещение увеличивает p-n ширина обедненного слоя диода, обеспечивающая более высокое сопротивление потоку носителей заряда. Обратное сопротивление p-n диодов находится в диапазоне МегаОм. Обратное сопротивление очень велико по сравнению с прямым сопротивлением диода.
Динамическое сопротивление при обратном смещении Formula
Математически обратное динамическое сопротивление задается следующим образом: s для GATE Electronics & Communication Engineering — Digital Circuits
Часто задаваемые вопросы по Динамическое сопротивление
Как можно определить динамическое сопротивление диода?
Динамическое сопротивление диода определяется отношением напряжения к току, т. е. отношением небольшого изменения напряжения к небольшому изменению тока, где изменение напряжения равно изменению тока. Она связана с температурой тепловым напряжением Эйнштейна Vt=kT/q.
Изменяется ли динамическое сопротивление?
В определенной рабочей точке динамическое сопротивление диода с P-N переходом зависит от небольшого изменения прямого напряжения и небольшого изменения прямого тока.
Какая польза от динамического сопротивления?
В качестве отношения дифференциального изменения напряжения к дифференциальному изменению тока динамическое сопротивление можно использовать для количественной оценки сопротивления неомических материалов.
В чем разница между статическим и динамическим сопротивлением?
Статическое сопротивление представляет собой постоянное отношение напряжения к току и основано на законе Ома. Динамическое сопротивление используется в PN-переходах в электронике.
Что происходит, когда диод подключается к сети переменного тока?
Из-за периодического изменения направления переменного тока диоды проводят только половину времени, а другую половину времени изолируют. Вот почему выпрямление переменного тока в постоянный достигается с помощью диодов.
ESE & GATE EC
Electronic & Comm.GATEGATE ECESEESE ECOДругие экзаменыСерия тестов
Избранные статьи
- 9003 8
- BYJU’S Exam Prep: Подготовка к экзамену Приложение
Следите за нашими обновлениями
Наши приложения
GradeStack Learning Pvt.