Как проверить двуханодный стабилитрон

До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко [1]. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а его дифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей ома до сотен oм [1]. Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов [2]. Серийные стабилитроны изготавливаются на напряжения от 1,8 В до В [3]. Интегральные стабилитроны со скрытой структурой на напряжение около 7 В являются самыми точными и стабильными твердотельными источниками опорного напряжения : лучшие их образцы приближаются по совокупности показателей к нормальному элементу Вестона. Полупроводниковые стабилитроны вошли в промышленную практику во второй половине х годов.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Для чего нужен стабилитрон
• Как проверить стабилитрон мультиметром?
• Двуханодный стабилитрон
• Как проверить двуханодный стабилитрон тестером
• Стабилитрон
• Как проверить стабилитрон
• Цветовая маркировка стабилитронов и стабисторов
• Форумы сайта «Отечественная радиотехника 20 века»
• Электронщик
• Методы проверки стабилитрона мультиметром и тестером

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: СТАБИЛИТРОН — Принцип работы, маркировка, схемы включения

Для чего нужен стабилитрон

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 4. Форумы сайта «Отечественная радиотехника 20 века».

Предыдущее посещение: Пт окт 11, am Текущее время: Пт окт 11, am. Сайт «Отечественная радиотехника 20 века» Доска объявлений Активные темы доски объявлений. Добавлено: Чт сен 02, am. Может нубский вопрос но объясните, в БП Маяк есть стабилитроны, маркировка КС, но обозначаются не как обычные, а как два встречно включенных в отличии от обычных КС не звонятся ни в одном направлении, что это такое, на обычный стабилитрон их заменить я так понимаю нельзя?

Для улучшения температурной стабильности последовательно со стабилитроном ставили точно такой же, но в обратном направлении. Происходила компенсация температурного дрейфа. А потом просто стали делать их в одном корпусе. Очень удобно, и за полярностью при установке не нужно следить.

Phlanger Цитата:. Стабилитрон включается в обратной полярности.

Если обычный стабилитрон включить в прямой полярности, то он закоротит цепь. Короче, стрелка стабилитрона должна быть напрввлена от минуса к плюсу. Добавлено: Чт сен 02, pm. Да и в приведенной Вами цитате об этом ни слова Блин, КСА в магазинах нету, в своих запасах тоже не нашлось, думаю на что заменить. А вообще-то можно включить последовательно два или более стабилитронов с суммарным напряжением стабилизации 7,5 В. Если не будет хватать пол-Вольта, то включить в цепь последовательно в прямом напрявлении кремниевый диод.

Если ток через стабилитрон небольшой до 10 мА , то можно включать и светодиоды. Продобрать, чтобы получить нужное напряжение. Падение на светодиодах около 2-х Вольт. В прямом напрвлении они работают как низковольтные стабилитроны, что часто используют. Странно, Alexandr, я написал что Ваше сообщение изначально исчерпало тему про двуханодные стабилитроны. Про ограничение написал Александр Хрисанов вместе с susloid. Ещё раз прочитайте. Alexandr Я БП от Маяк восстанавливаю, кривые ручки его до меня паяли, все дорожки осыпались, я его потрогал чуток и магнитофон умер, чтоб не мучится протравил новую плату, вот мучаюсь, на старой половина деталей меняные были и со схемой вообще не совпадали, в магазине нужных нет, леплю из того что найду вот, до и после пока глючит, то 25 на выходе то 16,2 ищу причину.

Просто после приведения цитаты идет ответ на нее. Поэтому я понял, что это обращение ко мне. Никаких обид. Санек , дай схему БП, чтобы не искать ее в Инете. Посмотрю и все скажу. Alexandr Вот, но качество не очень, а лучшего не нашел. Да нет конечно Кроме одного, вроде бы знающие на форуме персоны не знают основ.

Если он открывается, напряжение на выходе растет, если закрывается, то, соответственно, — уменьшается. Опорой для него то напряжение, с чем он сравнивает выходное напряжение служит стабилитрон VD8 — КС А. Стабилитрон питается через резистор R4. На стабилитроне должно быть 8,2 В.

Это нпряжение опорное подается на эмиттер VT4. Наверное ты писал о нем. Напряжение на выходе пропорционально выходному напряжению стабилизатора делитель включен непосредственно к выходу и напряжение делителя выставляется резистором R9.

Это напряжение подается на базу VT4, где сравнивается с опорным. Если напряжение на делителе увеличивается относительно корпуса , то транзистор VT4 запирается, ток чарез него уменьшается а это базовый ток VT3 , что приводит к запиранию VT3 и уменьшению напряжения на выходе стабилизатора. Если напряжение на выходе уменьшается, происходит обратный процесс.

Стабилитрон включили в делитель для увеличения коэффициента стабилизации. Благодаря стабилитрону изменение выходного напряжения на базе транзистора VT4 передается в большей мере, соответственно VT4 более чувствителен к изменеию выходного напряжения.

В стабилизаторе есть недоработки. Нельзя, чтобы база транзистора была, так сказать «в воздухе», проэтому для лучшего запирания VT3 между его базой и эмиттером нужно поставить резистор, хотя бы 10 кОм.

Иначе стабилизатор может давать повышенное напряжение, оно может «гулять». Вместо КС спокойно ставь ДА.

Цепочка VD6 и R3 служит для гашения пиковых помех, так называемых «палок». Alexandr Спасибо! Кстати, верхний по схеме стабилизатор нерегулируемый и выходное напряжение жестко зависит от соотношения напряжений стабилизации VD7 и VD9.

А у этих стабилитронов довольно большой разброс напряжения стабилитзации. Здесь тоже не помешал бы переменный резистор в делителе, как в нижнем стабилизаторе, для установки выходного напряжения. Да, и еще.

Емкости С6 и С7 служат для устранения возможного самовозбуждения схемы и уменьшения пульсаций на выходах стабилизаторов. Если высохли, то тоже могут быть проблемы. Alexandr Цитата:.

Вполне можно было спалить, если стабилизатор «скакнул». А проверить, запитав от постороннего источника, не можешь? Alexandr Включил таки блок в магнитофон небольшой разброс напряжения по плечам, потом покопаюсь, все работает как и раньше, не горит, не греется ничего лишнего, индикатор светится, первые сегменты горят, но на звук не реагирует, на выходе микросхемы УД2 с которой сигнал подводится на индикатор капсюлем ничего не прослушивается, только шипение, хотя на выходе звук есть, как и было, в одном канале, на отвертку поднесенную к сигнальному входу индикатор тоже не реагирует, похоже спалилась и УД2 и микруха индикатора, жаль.

Добавлено: Пт сен 03, am. Заменил обе микросхемы КУД2 в магнитофоне и на плате индикатора, оказалось вышибло только их, индикатор заработал!! Молодца, Санек! Теперь БП продолжу копать, на одном плече 16 вольт на втором только 9, из индикатора идут помехи в унч, может из за разности напряжений в плечах. Воэможно есть перегруз. Проверь ток в цепи нагрузки этого стабилизатора, включив в разрыв цепи амперметр, сравни этот ток со вторым стабилизатором.

Если ток будет сильно отличаться от второго стабилизатора. Кстати, даже без амперметра можно определить перегрузку, измерив напряжение на емкости фильтра этого стабилизатора, то есть на выходе моста, до регулирующего транзистора. Если и там напряжение упадет ниже 16 В, то значит есть явная перегрузка. Alexandr На индикаторе просаживается, отключил его, немного повысилось до 11в.

Измерь напряжения на выводах транзисторов относительно их эмиттеров. На базах должно быть около 0,5 Вольта. Если у них низкий коэффициент усиления, то стабилизатор будет просто не в состоянии удерживать нагрузку. Напиши, какае напряжения на транзисторах. Проверяй VT1. Судя по режимам, VT2 полностью открыт в насыщении , но его тока не хватает на открывание VT1. Значит VT1 дохлый. Добавлено: Пт сен 03, pm.

Ну или Вы разработчик полупроводников? Очевидно же что ТКН одного и того же стабилитрона в прямом и обратном направлении существенно различен т. Пример Д, КС — прозвоните их в прямом направлении, там далеко не 0,6 вольт. Но действительно, некоторые двуханодные стабилитроны КС, имеют ТКН несколько лучше чем стандартные Д но на порядок хуже чем Д Не что-то где-то слышал, не стоит сразу кидаться такими словами, а даже применяли для этой цели!

В прямом направлении было меньше стабилитронов, чем в обратном, учитывался переход база-эмиттер транзистора. Д хороши по температурным изменениям, но значительно хуже чем Д по стабильности , при изменении тока.

Поэтому были применены Д, что позволяло получить хорошую стабильность при изменении напряжения и тока, а температурную компенсацию решили с помощью этих же стабилитронов, включенных в прямом направлении. Привести схемы?

Не знаю, выпускаются сейчас серийно источники питани с такими же характеристиками. Посто необходимость в такой точности пропала. Да, эти иточники устарели, имеют большие габариты, но по надежности — десятилетиями работали не выключаясь!

ГОСТа у меня к сожалению нет, но может эти бумажки хоть что-то подтвердят. Alexandr Какой вам гост? Есть любой. Alexandr писал а :. Рабинович ГОСТ указан в представленном мною документе. Если Вы его прочли. Или Вы считаете, что я его сейчас сочинил?

Как проверить стабилитрон мультиметром?

Новые книги Шпионские штучки: Новое и лучшее схем для радиолюбителей: Шпионские штучки и не только 2-е издание Arduino для изобретателей. Обучение электронике на 10 занимательных проектах Конструируем роботов. Руководство для начинающих Компьютер в лаборатории радиолюбителя Радиоконструктор 3 и 4 Шпионские штучки и защита от них. Сборник 19 книг Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только Arduino для начинающих: самый простой пошаговый самоучитель Радиоконструктор 1

Полупроводнико́вый стабилитро́н, или диод Зенера — полупроводниковый диод, Двуханодные (двусторонние) стабилитроны состоят из двух.

Двуханодный стабилитрон

Защитный диод — гость нашего обзора полупроводников. Мощность помех, влияющих на уровень напряжения в приборе, может быть различна. Для противостояния высокоэнергетическим импульсам возможно применение газовых разрядников и защитных тиристоров. Чтобы обезопаситься от средне- и маломощных воздействий больше подойдут защитные диоды и варисторы. Зачастую супрессор становится одной из составных частей импульсного питающего блока, поскольку в случае неисправности блока супрессор может защитить его от перенапряжения. Изначально защитный диод был создан в качестве страховки от атмосферных электрических воздействий на приборы. Защитный диод обладает специфической ВА характеристикой, отличающейся нелинейностью. Иными словами, размер амплитуды будет нормирован, а все излишки будут выведены из сети через защитный диод. Принцип работы TVS-диода предполагает, что до момента возникновения опасности диодный предохранитель никоим образом не оказывает влияние на сам прибор и его функциональные свойства.

Как проверить двуханодный стабилитрон тестером

Для многих радиолюбительских самоделок необходимы стабилизированные источники питания. Основным их элементом является стабилитрон, который способен обеспечить постоянное выходное напряжение. Проверить работоспособность и функционирование этого радиоэлемента можно несколькими способами. Его конечно можно проверить также как диод , но можно ошибочно посчитать рабочий стабилитрон испорченным. Это разве возможно?.

И для любителей, и для профессионалов электроники очень важным умением является способность определить полярность где катод, а где анод и работоспособность диода.

Стабилитрон

Забыли пароль? BZV55C16, 0. BZV55C18, стабилитрон 18В,0. BZV55C3V0, стабилитрон 3. BZV55C3V3, стабилитрон 3.

Как проверить стабилитрон

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 4. Форумы сайта «Отечественная радиотехника 20 века». Предыдущее посещение: Пт окт 11, am Текущее время: Пт окт 11, am. Сайт «Отечественная радиотехника 20 века» Доска объявлений Активные темы доски объявлений. Добавлено: Чт сен 02, am. Может нубский вопрос но объясните, в БП Маяк есть стабилитроны, маркировка КС, но обозначаются не как обычные, а как два встречно включенных в отличии от обычных КС не звонятся ни в одном направлении, что это такое, на обычный стабилитрон их заменить я так понимаю нельзя?

Полупроводниковый прибор, каким является диод Зенера или как его еще называют стабилитрон, служит для стабилизации.

Цветовая маркировка стабилитронов и стабисторов

RadioKoteg Участник с сен Киев Сообщений: Вопрос, почему мощные транзисторы «звонятся» в обе стороны? Там такой же р-n переход, как и в диоде. RadioKoteg потому что там защитный диод :- Тогда почему защитный диод «звонится» в обе стороны?

Форумы сайта «Отечественная радиотехника 20 века»

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК РАБОТАЕТ СТАБИЛИТРОН (ДИОД ЗЕНЕРА)

Внешне стабилитрон похож на диод, выпускается в стеклянном и металлическом корпусе. Его главное свойство заключается в сохранении постоянного напряжения на своих выводах при достижении определенного потенциала. Это наблюдается у него при достижении напряжения туннельного пробоя. Обычные диоды при таких значениях быстро доходят до теплового пробоя и перегорают. Стабилитроны, их еще называют диодами Зенера, в режиме туннельного или лавинного пробоя могут находиться постоянно, без вреда для себя, не доходя до теплового пробоя. Прибор изготавливается из монокристаллического кремния, в электронной аппаратуре выступает как стабилизатор или опорное напряжение.

Стабилитрон — сильно легированный кремниевый кристаллический диод, пропускающий ток в прямом направлении так же, как и обычный диод. Он также позволяет току идти в обратном направлении, когда уровень приложенных к полупроводнику потенциалов превышает определенное значение, известное как U пробоя или напряжение колена Зенера.

Электронщик

Re: двуханодный стабилитрон. Ищи по Bidirectional Zener diode, таких не много есть у панасоника и бывшей моторолы. Не путать с TVS Suppressor. Двух анодный стабилитрон это стабилитрон внутри корпуса соединен катодами и поэтому при проверке обычным тестером если стабилитрон «живой» он ведедет себя как «разрыв проводника» то есть сопротивление P-N перехода стремится к бесконечности. Это обусловлено тем, что при подключении к тестеру один из переходов просто закрыт. Устанавливаем предел измерения на тестере и включаем Источник Питания.

Методы проверки стабилитрона мультиметром и тестером

Печально, но начинать нужно с теории. Придётся изучить виды диодов, область и цели применения. Не углубляясь в физические основы электроники, пробежимся по поисковым запросам.

Стабилитрон принцип работы. Как работает стабилитрон и для чего он нужен?

Содержание:

• 1 Немного теории
• 2 Терминология и классификация
• 3 Стабилитрон или диод Зенера
• 4 Вольт-амперная характеристика стабилитрона
• 5 Встречное, параллельное, последовательное соединение стабилитронов
• 6 Стабилитрона на схеме
  • 6. 1 Условно графическое обозначение
• 7 Принцип действия
• 8 Маркировка стабилитронов
• 9 Как проверить стабилитрон
  • 9.1 Номинальное напряжение стабилизации
  • 9.2 Диапазон рабочих токов
  • 9.3 Дифференциальное сопротивление
• 10 Схемы включения стабилитрона
• 11 Области применения

Немного теории

Стабильный — это значит постоянный, устойчивый, не изменяющийся.

Но чаще всего этот термин используется именно в электронике и электротехнике. В электронике очень важны постоянные значения какого-либо параметра. Это может быть сила тока, напряжение, частота сигнала и другие его характеристики. Отклонение сигнала от какого-либо заданного параметра может привести к неправильной работе радиоэлектронной аппаратуры и даже к ее поломке. Поэтому, в электронике очень важно, чтобы все стабильно работало и не давало сбоев.

В электронике и электротехнике стабилизируют напряжение. От значения напряжения зависит работа  радиоэлектронной аппаратуры.   Если оно изменится в меньшую,  или даже еще хуже, в большую сторону, то аппаратура  в первом случае может неправильно работать, а во втором случае и вовсе колыхнуть ярким пламенем.

Для того, чтобы не допустить взлетов и падения напряжения, были изобретены различные стабилизаторы напряжения. Как вы поняли из словосочетания, они используются чтобы стабилизировать «играющее» напряжение.

Терминология и классификация

В русскоязычной литературе понятие «стабилитрон» без уточняющего «полупроводниковый» применяется именно к полупроводниковым стабилитронам. Уточнение необходимо, если нужно противопоставить стабилитроны полупроводниковые устаревшим газонаполненным стабилитронам тлеющего и коронного разряда. Катодом стабилитрона обозначается вывод, в который втекает обратный ток (n-область обратно-смещённого p-n-перехода), анодом — вывод, из которого ток пробоя вытекает (p-область p-n-перехода). Двуханодные (двусторонние) стабилитроны состоят из двух стабилитронов, включённых последовательно во встречных направлениях, «катод к катоду» или «анод к аноду», что с точки зрения пользователя равнозначно.

Полупроводниковые стабилитроны вошли в промышленную практику во второй половине 1950-х годов. В прошлом в номенклатуре стабилитронов выделялись функциональные группы, впоследствии потерявшие своё значение, а современные полупроводниковые стабилитроны классифицируются по функциональному назначению на:

• Дискретные стабилитроны общего назначения — силовые и малой мощности. В СССР стабилитроны классифицировались по рассеиваемой мощности на четыре группы: 0—0,3 Вт, 0,3—5 Вт, 5—10 Вт и свыше 10 Вт;
• Прецизионные стабилитроны, в том числе термокомпенсированные стабилитроны и стабилитроны со скрытой структурой;
• Подавители импульсных помех («ограничительные диоды», «супрессоры», «TVS-диоды»).

Название «зенеровский диод» (калька с английского zener diode, по имени первооткрывателя туннельного пробоя Кларенса Зенера), согласно ГОСТ 15133—77 «Приборы полупроводниковые. Термины и определения», в технической литературе не допустимо. В англоязычной литературе словом stabilitron или stabilotron называют стабилотрон — не получивший широкого распространения тип вакуумной генераторной лампы СВЧ-диапазона , а понятие zener или zener diode («зенеровский диод») применяется к стабилитронам всех типов независимо от того, какой механизм пробоя (зенеровский или лавинный) преобладает в конкретном приборе. Английское avalanche diode («лавинный диод») применяется к любым диодам лавинного пробоя, тогда как в русскоязычной литературе лавинный диод, или «ограничительный диод» по ГОСТ 15133—77  — узко определённый подкласс стабилитрона с лавинным механизмом пробоя, предназначенный для защиты электроаппаратуры от перенапряжений. Ограничительные диоды рассчитаны не на непрерывное пропускание относительно малых токов, а на краткосрочное пропускание импульсов тока силой в десятки и сотни А. Так называемые «низковольтные лавинные диоды» (англ. low voltage avalanche, LVA), напротив, предназначены для работы в непрерывном режиме. Это маломощные стабилитроны с необычно низким дифференциальным сопротивлением; в промышленной практике различие между ними и «обычными» стабилитронами стёрлось.

Некоторые «прецизионные стабилитроны» несут обозначения, характерные для дискретных приборов, но в действительности являются сложными интегральными схемами. Внутренними источниками опорного напряжения таких микросхем могут служить и стабилитроны, и бандгапы. Например, двухвыводной «прецизионный стабилитрон» 2С120 (аналог AD589) — это бандгап Брокау. На структурной схеме микросхемы TL431 изображён стабилитрон, но в действительности TL431 — это бандгап Видлара.

Не являются стабилитронами лавинно-пролётные диоды, туннельные диоды и стабисторы. Стабисторы — это маломощные диоды, предназначенные для работы на прямом токе в стабилизаторах напряжения и как датчики температуры. Характеристики стабисторов в обратном включении не нормировались, а подача на стабистор обратного смещения допускалась только «при переходных процессах включения и выключения аппаратуры». Обращённые диоды в различных источниках определяются и как подкласс стабилитронов, и как подкласс туннельных диодов. Концентрация легирующих примесей в этих диодах настолько велика, что туннельный пробой возникает при нулевом обратном напряжении. Из-за особых физических свойств и узкой области применения они обычно рассматриваются отдельно от стабилитронов и обозначаются на схемах особым, отличным от стабилитронов, символом.

Стабилитрон или диод Зенера

Самым простым стабилизатором напряжения в электронике является радиоэлемент стабилитрон. Иногда его еще называют диодом Зенера. На схемах стабилитроны обозначаются примерно так:

Вывод с «кепочкой» называется также как и у диода — катод, а другой вывод — анод.

Стабилитроны выглядят также, как и диоды. На фото ниже, слева  популярный вид современного стабилитрона, а справа один из  образцов Советского Союза

Если присмотреться поближе к советскому стабилитрону, то можно  увидеть это схематическое обозначение на нем самом, указывающее, где у него находится  катод, а где анод.

Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) стабилитрона аналогично ВАХ диода и имеет две ветви: прямую и обратную. Прямая ветвь является рабочей для диода, а обратная ветвь характеризует работу стабилитрона, поэтому он включается в электрическую цепь в обратном направлении (катодом к плюсу, а анодом к минусу) по сравнению с диодом. Поэтому стабилитрон называю опорным диодом, а источник питания с данным полупроводниковым элементом называют опорным источником напряжения. Такой терминологий будем пользоваться и мы.

На обратной ветви вольт-амперной характеристик опорного диода выделим две характерные точки 1 и 3. Точка 1 отвечает минимальному значению тока стабилизации, который находится в пределах единиц миллиампер. Если ток, протекающий через стабилитрон, будет ниже точки 1, то он не сможет выполнять свои функции (не откроется). В случае превышения тока выше точки 3 опорный диод перегреется и выйдет из строя. Поэтому оптимальной точкой в большинстве случае будет точка посредине обратной ветви ВАХ, то есть точка 2. Тогда при изменении тока в широких пределах (смотрите ось Y) точка 2 будет изменять свое положение, перемещаясь вверх или вниз по обратной ветви, а напряжение будет изменяться незначительно (смотрите ось X).

Встречное, параллельное, последовательное соединение стабилитронов

Для повышения напряжения стабилизации можно последовательно соединять два и более стабилитрона. Например на нагрузке нужно получить 17 В, тогда, в случае отсутствия нужного номинала, применяют опорные диоды на 5,1 В и на 12 В.

Параллельное соединение применяется с целью повышения тока и мощности.

Также стабилитроны находят применение для стабилизации переменного напряжения. В этом случае они соединяются последовательно и встречно.

В один полупериод переменного напряжения работает один стабилитрон, а второй работает как обычный диод. Во второй полупериод полупроводниковые элементы выполняют противоположные функции. Однако в таком случае форма выходного напряжения будет отличается от входного и выглядит как трапеция. За счет того, что опорный диод будет отсекать напряжение, превышающее уровень стабилизации, верхушки синусоиды будут срезаться.

Стабилитрона на схеме

Стабилитрон работает только в цепи постоянного тока, и пропускает напряжение в прямом направлении анод – катод так же – как и диод. В отличи от диода у стабилитрона есть одна особенность, если подать ток в обратном направлении катод – анод, ток через стабилитрон течь не будет, но ток в обратном направлении не будет течь только до тех пор, пока напряжение не превысит заданное значение.

Что является заданным значением напряжения для стабилитрона?

Стабилитрон имеет свои параметры – это напряжение стабилизации и ток.                            Параметр напряжение – указывает при какой величине напряжения стабилитрон будет пропускать ток в обратном направлении, параметром ток – задана сила тока, при которой стабилитрон может работать не повреждаясь.

Стабилитроны изготавливают для стабилизации напряжения различной величины, например, стабилитрон с обозначением V6.8 будет стабилизировать напряжение в пределах 6.8 Вольта.

Таблица рабочих параметров стабилитронов.

В таблице указаны основные параметры – это напряжение стабилизации и ток стабилизации. Есть и другие параметры, но они тебе пока не нужны. Главное понять суть работы стабилитрона и научиться выбирать нужный тебе для твоих схем и для ремонта радиоэлектроники.

Рассмотрим принципиальную схему объясняющую принцип работы стабилитрона.

Возьмем стабилитрон параметром – напряжение стабилизации 12Вольт.

Для того чтобы через стабилитрон начал поступать ток в обратном направлении от катода к аноду, входное напряжение должно быть выше напряжения стабилизации стабилитрона (с запасом).                                                                                                                                                                  Например – если стабилитрон рассчитан на напряжение стабилизации 12Вольт входное напряжение должно быть не меньше 15Вольт.

Балластный резистор Rб ограничивает ток который будет проходить через стабилитрон до номинального.

Как видишь, при напряжении, превышающем ток стабилизации стабилитрона, оный начинает сбрасывать лишнее напряжение через себя на минус.

Иными словами, стабилитрон, выполняет роль переливной трубы, чем больше напор воды или величина электрического тока, тем сильнее открывается стабилитрон и наоборот при уменьшении напряжения, стабилитрон начинает закрываться, уменьшая прохождения тока через себя.

Эти изменения могут происходить как плавно, так и с огромной скоростью в малых интервалах времени, что позволяет добиться высокого коэффициента стабилизации напряжения.

Если напряжение на входе стабилизатора будет меньше 12Вольт, стабилитрон “закроется” и напряжение на выходе стабилизатора будет “плавать” так – же, как и на входе, при этом никакой стабильности напряжения не будет. Вот почему напряжение входное должно быть больше чем необходимое выходное (с запасом).

Приведенная схема называется параметрический стабилизатор.      Кто хочет полный расклад по расчету параметрического стабилизатора, пусть посетит ГУГЛ, нам начинающим для первого раза вполне достаточно, не будем заморачивать себя формулами.

Теперь перейдем к лабам (лабораторным работам :).

Перед тобой макет параметрического стабилизатора, на входе и выходе макета имеются вольтметры.  Сейчас вольтметр на ВХОДЕ стабилизатора показывает 6 вольт на ВЫХОДЕ стабилизатора практически такое же напряжение.                                                                      Так как я уже говорил, стабилитрон макета имеет напряжение стабилизации 8и2 вольта, напряжение в 6 Вольт на ВХОДЕ стабилизатора, не превышает напряжение стабилизации стабилитрона, поэтому стабилитрон закрыт.

Теперь я повышаю напряжение на входе стабилизатора до 15 Вольт, напряжение на входе стабилизатора превысило напряжение стабилизации стабилитроне и на выходе стабилизатора достигло заданного напряжения стабилизации 8.2 Вольта таким оно и остается, практически неизменным, даже при резких бросках напряжения, стабилитрон отрабатывает мгновенно, поддерживая стабильность напряжения.                                                                                                      Повторяюсь еще раз – “Для того чтобы параметрический стабилизатор работал правильно на входе всегда должно быть напряжение, превышающее напряжение стабилизации стабилитрона т. е. с запасом примерно 15-25%”

Так как ток стабилизации такого параметрического стабилизатора слишком мал, параметрический стабилизатор обычно применяют в блоках питания как стабилизирующий элемент схемы, где кроме самого стабилизатора присутствуют элементы регулировки напряжения, мощные транзисторы.

Пример – схема регулируемого стабилизатора (блока питания).

В современной электронике, параметрические стабилизаторы применяют все реже, в основном используя специальные микросхемы, которые представляют из себя довольно мощные стабилизаторы с очень хорошим коэффициентом стабилизации, они компактны и легко применимы.  

Но о них мы поговорим в следующий раз. Тем не менее, параметрические стабилизаторы можно встретить во многих различных электронных схемах, поэтому знать их и понимать элементарно принцип работы нужно.

Условно графическое обозначение

Все приборы имеют графическое обозначение. Это необходимо, чтобы не загромождать электрическую схему. Стабилитрон имеет свое условно-графическое обозначение, которое утверждено межгосударственным стандартом единого стандарта конструкторской документации (ЕСКД).

На рисунке снизу представлено как обозначается на схеме по ГОСТ 2.730-73, стабилитрон обозначается практически как диод, так как, в сущности, является одной из его разновидностей.

Для правильного включения следует различать, где плюс, где минус. Если смотреть на приведенный выше рисунок, то на нем плюс (анод) расположен слева, а минус (катод) справа. Согласно ЕСКД размеры УГО диодов должны составлять 5/5 мм. Это иллюстрирует рисунок снизу.

Принцип действия

Вольт-амперные характеристики стабилитронов с преобладанием лавинного (слева) и туннельного (справа) механизмов пробоя

Полупроводниковый стабилитрон — это диод, предназначенный для работы в режиме пробоя на обратной ветви вольт-амперной характеристики. В диоде, к которому приложено обратное, или запирающее, напряжение, возможны три механизма пробоя: туннельный пробой, лавинный пробой и пробой вследствие тепловой неустойчивости — разрушительного саморазогрева токами утечки. Тепловой пробой наблюдается в выпрямительных диодах, особенно германиевых, а для кремниевых стабилитронов он не критичен. Стабилитроны проектируются и изготавливаются таким образом, что либо туннельный, либо лавинный пробой, либо оба эти явления вместе возникают задолго до того, как в кристалле диода возникнут предпосылки к тепловому пробою. Серийные стабилитроны изготавливаются из кремния, известны также перспективные разработки стабилитронов из карбида кремния и арсенида галлия .

Первую модель электрического пробоя предложил в 1933 году Кларенс Зенер, в то время работавший в Бристольском университете . Его «Теория электрического пробоя в твёрдых диэлектриках» была опубликована летом 1934 года. В 1954 году Кеннет Маккей из Bell Labs установил, что предложенный Зенером туннельный механизм действует только при напряжениях пробоя до примерно 5,5 В, а при бо́льших напряжениях преобладает лавинный механизм. Напряжение пробоя стабилитрона определяется концентрациями акцепторов и доноров и профилем легирования области p-n-перехода. Чем выше концентрации примесей и чем больше их градиент в переходе, тем больше напряжённость электрического поля в области пространственного заряда при равном обратном напряжении, и тем меньше обратное напряжение, при котором возникает пробой:

• Туннельный, или зенеровский, пробой возникает в полупроводнике только тогда, когда напряжённость электрического поля в p-n-переходе достигает уровня в 106 В/см. Такие уровни напряжённости возможны только в высоколегированных диодах (структурах p+-n+-типа проводимости) с напряжением пробоя не более шестикратной ширины запрещённой зоны (6 EG ≈ 6,7 В), при этом в диапазоне от 4 EG до 6 EG (4,5…6,7 В) туннельный пробой сосуществует с лавинным, а при напряжении пробоя менее 4 EG (≈4,5 В) полностью вытесняет его. С ростом температуры перехода ширина запрещённой зоны, а вместе с ней и напряжение пробоя, уменьшается: низковольтные стабилитроны с преобладанием туннельного пробоя имеют отрицательный температурный коэффициент напряжения (ТКН).
• В диодах с меньшими уровнями легирования, или меньшими градиентами легирующих примесей, и, как следствие, бо́льшими напряжениями пробоя наблюдается лавинный механизм пробоя. Он возникает при концентрациях примесей, примерно соответствующих напряжению пробоя в 4 EG (≈4,5 В), а при напряжениях пробоя выше 4 EG (≈7,2 В) полностью вытесняет туннельный механизм. Напряжение, при котором возникает лавинный пробой, с ростом температуры возрастает, а наибольшая величина ТКН пробоя наблюдается в низколегированных, относительно высоковольтных, переходах.

Механизм пробоя конкретного образца можно определить грубо — по напряжению стабилизации, и точно — по знаку его температурного коэффициента. В «серой зоне» (см. рисунок), в которой конкурируют оба механизма пробоя, ТКН может быть определён только опытным путём. Источники расходятся в точных оценках ширины этой зоны: С. М. Зи указывает «от 4 EG до 6 EG» (4,5…6,7 В), авторы словаря «Электроника» — «от 5 до 7 В», Линден Харрисон — «от 3 до 8 В», Ирвинг Готтлиб проводит верхнюю границу по уровню 10 В. Низковольтные лавинные диоды (LVA) на напряжения от 4 до 10 В — исключение из правила: в них действует только лавинный механизм.

Оптимальная совокупность характеристик стабилитрона достигается в середине «серой зоны», при напряжении стабилизации около 6 В. Дело не столько в том, что благодаря взаимной компенсации ТКН туннельного и лавинного механизмов эти стабилитроны относительно термостабильны, а в том, что они имеют наименьший технологический разброс напряжения стабилизации и наименьшее, при прочих равных условиях, дифференциальное сопротивление. Наихудшая совокупность характеристик — высокий уровень шума, большой разброс напряжений стабилизации, высокое дифференциальное сопротивление — свойственна низковольтным стабилитронам на 3,3—4,7 В.

Маркировка стабилитронов

Для того, чтобы узнать напряжение стабилизации советского стабилитрона, нам понадобится справочник. Например, на фото ниже советский стабилитрон Д814В:

Ищем на него параметры в онлайн справочниках в интернете. Как вы видите, его напряжение стабилизации при комнатной температуре примерно 10 Вольт.

Зарубежные стабилитроны маркируются проще. Если приглядеться, то можно увидеть незамысловатую надпись:

5V1 – это означает напряжение стабилизации данного стабилитрона составляет 5,1 Вольта.  Намного проще, не так ли?

Катод у зарубежных стабилитронов помечается в основном черной полосой

Как проверить стабилитрон

Как же проверить стабилитрон? Да также как и диод! А как проверить диод, можно посмотреть в этой статье. Давайте же проверим наш стабилитрон. Ставим мультиметр на прозвонку и цепляемся красным щупом к аноду, а черным к катоду. Мультиметр должен показать падение напряжения прямого PN-перехода.

Меняем щупы местами и видим единичку. Это значит, что наш стабилитрон в полной боевой готовности.

Ну что же, настало время опытов.  В схемах стабилитрон включается последовательно с резистором:

где Uвх – входное напряжение, Uвых.ст.  – выходное стабилизированное напряжение

Если внимательно глянуть на схему, мы получили ни что иное, как Делитель напряжения.  Здесь все элементарно и просто:

Uвх=Uвых.стаб +Uрезистора

Или словами: входное напряжение равняется сумме напряжений на стабилитроне и на резисторе.

Эта схема называется параметрический стабилизатор на одном стабилитроне. Расчет этого стабилизатора выходит за рамки данной статьи, но кому интересно, в гугл 😉

Итак, собираем схемку.  Мы взяли резистор номиналом в 1,5 Килоом и стабилитрон на напряжение стабилизации 5,1 Вольта. Слева цепляем Блок питания, а справа замеряем мультиметром полученное напряжение:

Теперь внимательно следим за показаниями мультиметра и блока питания:

Так, пока все понятно, еще добавляем напряжение… Опа на! Входное напряжение у нас 5,5 Вольт, а выходное 5,13 Вольт!  Так как напряжение стабилизации стабилитрона 5,1 Вольт, то как мы видим, он прекрасно стабилизирует.

Давайте еще добавим вольты. Входное напряжение 9 Вольт, а на стабилитроне  5,17 Вольт! Изумительно!

Еще добавляем… Входное напряжение 20 Вольт,  а на выходе как ни в чем не бывало 5,2 Вольта! 0,1 Вольт  – это ну очень маленькая погрешность, ей можно даже в некоторых случаях пренебречь.

Номинальное напряжение стабилизации

Первый параметр зенера, на который надо обратить внимание при выборе – напряжение стабилизации, определяемое точкой начала лавинного пробоя. С него начинают выбор прибора для использования в схеме. У разных экземпляров ординарных стабилитронов, даже одного типа, напряжение имеет разброс в районе нескольких процентов, у прецизионных разница ниже. Если номинальное напряжение неизвестно, его можно определить, собрав простую схему. Следует подготовить:

• балластный резистор в 1…3 кОм;
• регулируемый источник напряжения;
• вольтметр (можно использовать тестер).

Надо поднимать напряжение источника питания с нуля, контролируя по вольтметру рост напряжения на стабилитроне. В какой-то момент он остановится, несмотря на дальнейшее увеличение входного напряжения. Это и есть фактическое напряжение стабилизации. Если регулируемого источника нет, можно использовать блок питания с постоянным выходным напряжением заведомо выше Uстабилизации. Схема и принцип измерения остаются теми же. Но есть риск выхода полупроводникового прибора из строя из-за превышения рабочего тока.

Стабилитроны применяются для работы с напряжениями от 2…3 В до 200 В. Для формирования стабильного напряжения ниже данного диапазона, используются другие приборы – стабисторы, работающие на прямом участке ВАХ.

Диапазон рабочих токов

Ток, при котором стабилитроны исполняют свою функцию, ограничен сверху и снизу. Снизу он ограничен началом линейного участка обратной ветви ВАХ. При меньших токах характеристика не обеспечивает режима неизменности напряжения.

Верхнее значение лимитировано максимальной мощностью рассеяния, на которую способен полупроводниковый прибор и зависит от его конструкции. Стабилитроны в металлическом корпусе рассчитаны на больший ток, но не надо забывать об использовании радиаторов. Без них наибольшая допустимая мощность рассеяния будет существенно меньше.

Дифференциальное сопротивление

Еще один параметр, определяющий работу стабилитрона – дифференциальное сопротивление Rст. Оно определяется как отношение изменения напряжения ΔU к вызвавшему его изменение тока ΔI. Эта величина имеет размерность сопротивления и измеряется в омах. Графически — это тангенс угла наклона рабочего участка характеристики. Очевидно, что чем меньше сопротивление, тем лучше качество стабилизации. У идеального (не существующего на практике) стабилитрона Rст равно нулю – любое приращение тока не вызовет никакого изменения напряжения, и участок ВАХ будет параллелен оси ординат.

Схемы включения стабилитрона

Основная схема включения стабилитрона – последовательно с резистором, который задает ток через полупроводниковый прибор и берет на себя излишек напряжения. Два элемента составляют обычный делитель. При изменении входного напряжения падение на стабилитроне остается постоянным, а на резисторе изменяется.

Такая схема может использоваться самостоятельно и называется параметрическим стабилизатором. Он поддерживает напряжение на нагрузке постоянным, несмотря на колебания входного напряжения или потребляемого тока (в определенных пределах). Подобный блок ещё используют в качестве вспомогательной схемы там, где нужен источник образцового напряжения.

Подобное включение также применяется в качестве защиты чувствительного оборудования (датчиков и т.п.) от нештатного появления высокого напряжения в линии питания или измерения (постоянного или случайных импульсов). Все, что выше напряжения стабилизации полупроводникового прибора, «срезается». Такая схема называется «барьером Зенера».

Раньше свойство стабилитрона «срезать» верхушки напряжения широко использовалось в схемах формирователей импульсов. В цепях переменного тока применялись двуханодные приборы.

Но с развитием транзисторной техники и появлением интегральных микросхем такой принцип стал использоваться редко.

Если под рукой отсутствует стабилитрон на нужное напряжение, его можно составить из двух. Общее напряжение стабилизации будет равно сумме двух напряжений.

Важно! Нельзя включать стабилитроны параллельно для увеличения рабочего тока! Разброс вольтамперных характеристик приведет к выводу в зону теплового пробоя один стабилитрон, далее выйдет из строя второй из-за превышения тока нагрузки.

Хотя в технической документации времен СССР разрешается включение параллельное зенеров в параллель, но с оговоркой, что приборы должны быть однотипные и суммарная фактическая мощность рассеяния в процессе эксплуатации не должна превышать допустимую для единичного стабилитрона. То есть, увеличения рабочего тока при таком условии не добиться.

Для повышения допустимого тока нагрузки используется другая схема. Параметрический стабилизатор дополняется транзистором, и получается эмиттерный повторитель с нагрузкой в цепи эмиттера и стабильным напряжением на базе транзистора .

В этом случае выходное напряжение стабилизатора будет меньше Uстабилизации на величину падения напряжения на эмиттерном переходе – для кремниевого транзистора около 0,6 В. Чтобы скомпенсировать это уменьшение, можно включить последовательно со стабилитроном диод в прямом направлении.

Таким способом (включением одного или нескольких диодов) можно подкорректировать выходное напряжение стабилизатора в большую сторону в небольших пределах. Если надо радикально повысить Uвых, лучше включить последовательно ещё одни стабилитрон.

Сфера применения стабилитрона в электронных схемах обширна. При осознанном подходе к выбору этот полупроводниковый прибор поможет решить множество задач, поставленных перед разработчиком.

Области применения

Защитные стабилитроны в «умном» МДП-транзисторе семейства Intelligent Power Switch компании International Rectifier

Основная область применения стабилитрона — стабилизация постоянного напряжения источников питания. В простейшей схеме линейного параметрического стабилизатора стабилитрон выступает одновременно и источником опорного напряжения, и силовым регулирующим элементом. В более сложных схемах стабилитрону отводится только функция источника опорного напряжения, а регулирующим элементом служит внешний силовой транзистор.

Прецизионные термокомпенсированные стабилитроны и стабилитроны со скрытой структурой широко применяются в качестве дискретных и интегральных источников опорного напряжения (ИОН), в том числе в наиболее требовательных к стабильности напряжения схемах измерительных аналого-цифровых преобразователей. C середины 1970-х годов и по сей день (2012 год) стабилитроны со скрытой структурой являются наиболее точными и стабильными твердотельными ИОН. Точностные показатели лабораторных эталонов напряжения на специально отобранных интегральных стабилитронах приближаются к показателям нормального элемента Вестона.

Особые импульсные лавинные стабилитроны («подавители переходных импульсных помех», «супрессоры», «TVS-диоды») применяются для защиты электроаппаратуры от перенапряжений, вызываемых разрядами молний и статического электричества, а также от выбросов напряжения на индуктивных нагрузках. Такие приборы номинальной мощностью 1 Вт выдерживают импульсы тока в десятки и сотни ампер намного лучше, чем «обычные» пятидесятиваттные силовые стабилитроны. Для защиты входов электроизмерительных приборов и затворов полевых транзисторов используются обычные маломощные стабилитроны. В современных «умных» МДП-транзисторах защитные стабилитроны выполняются на одном кристалле с силовым транзистором.

В прошлом стабилитроны выполняли и иные задачи, которые впоследствии потеряли прежнее значение:

• Ограничение, формирование, амплитудная селекция и детектирование импульсов. Ещё в эпоху электронных ламп кремниевые стабилитроны широко применялись для ограничения размаха импульсов и преобразования сигналов произвольной формы в импульсы заданной полярности. С развитием интегральных технологий эту функцию взяли на себя устройства на быстродействующих компараторах, а затем цифровые процессоры обработки сигналов.
• Стабилизация напряжения переменного тока также сводилась к ограничению размаха синусоидального напряжения двусторонним стабилитроном. При изменении входного напряжении амплитуда выходного напряжения поддерживалась постоянной, а его действующее значение лишь незначительно отставало от действующего значения входного напряжения.
• Задание напряжений срабатывания реле. При необходимости установить нестандартный порог срабатывания реле последовательно с его обмоткой включали стабилитрон, доводивший порог срабатывания до требуемого значения. С развитием полупроводниковых переключательных схем сфера применения реле сузилась, а функцию управления реле взяли на себя транзисторные и интегральные пороговые схемы.
• Задание рабочих точек усилительных каскадов. В ламповых усилителях 1960-х годов стабилитроны использовались как замена RC-цепочек автоматического смещения. На нижних частотах звукового диапазона и на инфразвуковых частотах расчётные ёмкости конденсаторов таких цепей становились неприемлемо велики, поэтому стабилитрон стал экономичной альтернативой дорогому конденсатору.
• Межкаскадный сдвиг уровней. Сдвиг уровней в ламповых усилителях постоянного тока обычно осуществлялся с помощью газонаполненных стабилитронов или обычных неоновых ламп. C изобретением полупроводниковых стабилитронов они стали применяться вместо газонаполненных. Аналогичные решения применялись и в транзисторной аппаратуре, но были быстро вытеснены более совершенными схемами сдвига уровней на транзисторах.
• Стабилитроны с высоким ТКН использовались как датчики температуры в мостовых измерительных схемах . По мере снижения напряжений питания и потребляемых мощностей эту функцию приняли на себя прямо смещённые диоды, транзисторные PTAT-цепи и интегральные схемы на их основе.

В среде моделирования SPICE модель элементарного стабилитрона используется не только по прямому назначению, но и для описания режима пробоя в моделях «реальных» биполярных транзисторов. Стандартная для SPICE модель транзистора Эберса—Молла режим пробоя не рассматривает.

Источники

• https://www.RusElectronic.com/printsip-raboty-stabilitrona/
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD
• https://diodov.net/stabilitron-printsip-raboty-i-markirovka-stabilitronov/
• https://slojno.net/stabilitron/
• https://elektrik-sam.ru/baza-znanij/4146-kak-rabotaet-stabilitron-i-dlja-chego-on-nuzhen.html
• https://wiki2.org/ru/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD
• https://principraboty.ru/stabilitron-princip-raboty/
• https://radio-blog.ru/master/stabilitron/
• https://odinelectric.ru/equipment/electronic-components/princip-raboty-i-harakteristiki-stabilitrona

[collapse]

принцип работы, маркировка, обозначение, параметры, свойства

Устройство

Полупроводниковые стабилитроны пришли на смену морально устаревшим стабилитронам тлеющего разряда – ионным газоразрядным электровакуумным приборам. Для изготовления стабилитронов используются кремниевые или германиевые кристаллы (таблетки) с проводимостью n-типа, в которые добавляют примеси сплавным или диффузно-сплавным способом. Для получения электронно-дырочного p-n перехода используются акцепторные примеси, в основном алюминий. Кристаллы заключают в корпуса из полимерных материалов, металла или стекла.

Кремниевые сплавные стабилитроны Д815 (А-И) выпускаются в металлическом герметичном корпусе, который является положительным электродом. Такие элементы имеют широкий интервал рабочих температур – от -60°C до +100°C. Кремниевые сплавные двуханодные стабилизирующие диоды КС175А, КС182А, КС191А, КС210Б, КС213Б выпускают в пластмассовом корпусе. Кремниевые сплавные термокомпенсированные детали КС211 (Б-Д), используемые в качестве источников опорного напряжения, имеют пластмассовый корпус.

SMD стабилитроны, то есть миниатюрные компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа, изготавливаются в основном в стеклянных и пластиковых корпусах. Такие элементы могут выпускаться с двумя и тремя выводами. В последнем случае третий вывод является «пустышкой», никакой смысловой нагрузки не несет и предназначается только для надежной фиксации детали на печатной плате.

Принцип действия

Стабилитрон был открыт американским физиком Кларенсом Мелвином Зенером, именем которого его и назвали. Электрический пробой p-n перехода может быть обусловлен туннельным пробоем (в этом случае пробой носит название Зенеровского), лавинным пробоем, пробоем в результате тепловой неустойчивости, который наступает из-за разрушительного саморазогрева токами утечки.

И инженеры конструируют эти элементы таким образом, чтобы возникновение туннельного и/или лавинного пробоя произошло задолго до того, как в них возникнет вероятность теплового пробоя.

Величина напряжения пробоя зависит от концентрации примесей и способа легирования p-n-перехода. Чем больше концентрация примесей и чем выше их градиент в переходе, тем ниже обратное напряжение, при котором образуется пробой.

• Туннельный (зенеровский) пробой
  появляется в полупроводнике в тех случаях, когда напряженность электрического поля в p-n зоне равна 106 В/см. Такая высокая напряженность может возникнуть только в высоколегированных диодах. При напряжениях пробоя, находящихся в диапазоне 4,5…6,7 В, сосуществуют туннельный и лавинный эффекты, а вот при напряжении пробоя менее 4,5 В остается только туннельный эффект.
• В стабилитронах с небольшими уровнями легирования или меньшими градиентами легирующих добавок присутствует только лавинный механизм пробоя
  , который появляется при напряжении пробоя примерно 4,5 В. А при напряжении выше 7,2 В остается только лавинный эффект, а туннельный полностью исчезает.

Как было сказано ранее, при прямом подключении стабилитрон при прямом включении ведет себя так же, как и обычный диод, – он пропускает ток. Различия между ними возникают при обратном подключении.

Обычный диод при обратном подключении запирает ток, а стабилитрон при достижении обратным напряжением величины, которая называется напряжением стабилизации, начинает пропускать ток в обратном направлении. Это объясняется тем, что при подаче на стабилитрон напряжения, которое превышает U ном. устройства, в полупроводнике возникает процесс, называемый пробоем. Пробой может быть туннельным, лавинным, тепловым. В результате пробоя ток, протекающий через стабилитрон, возрастает до максимального значения, ограниченного резистором. После достижения напряжения пробоя ток остается примерно постоянным в широком диапазоне обратных напряжений. Точка, в которой напряжение запускает ток, может очень точно устанавливаться в процессе производства легированием. Поэтому каждому элементу присваивают определенное напряжение пробоя (стабилизации).

Стабилитрон используется только в режиме «обратного смещения», то есть его анод подключается к «-» источника питания. Способность стабилитрона запускать обратный ток при достижении напряжения пробоя применяется для регулирования и стабилизации напряжения при изменении напряжения питания или подключенной нагрузки. Использование стабилитрона позволяет обеспечить постоянное выходное напряжение для подключенного потребителя при перепадах напряжения ИП или меняющемся токе потребителя.

Полупроводниковые стабилитроны

Полупроводниковые стабилитроны предназначены для стабилизации напряжений. Их работа основана на использовании явления электрического пробоя — перехода при включении диода в обратном направлении.

Механизм пробоя может быть туннельным, лавинным или смешанным. У низковольтных стабилитронов (с низким сопротивлением базы) более вероятен туннельный пробой. У стабилитронов с высокоомной базой пробой носит лавинный характер. Материалы, используемые для — перехода стабилитронов, имеют высокую концентрацию примесей. При этом напряженность электрического поля в — переходе значительно выше, чем у обычных диодов. При относительно небольших обратных напряжениях в —переходе возникает сильное электрическое поле, вызывающее его электрический пробой. В этом режиме электрический пробой не переходит в тепловой.

Стабилитроны изготавливают из кремния, обеспечивающего получение необходимой вольт-амперной характеристики. Германиевые диоды для стабилизации напряжения непригодны, так как пробой у них легко приобретает форму теплового, и характеристика в этом режиме имеет неустойчивый падающий участок.

Вольт-амперная характеристика полупроводникового стабилитрона показана на рисунке 1.9.

Полупроводниковый стабилитрон, или диод Зенера, представляет собой диод особого типа. При прямом включении обычный диод и стабилитрон ведут себя аналогично. Разница между ними проявляется при обратном включении. Обычный диод при подаче обратного напряжения и превышении его номинального значения просто выходит из строя. А для стабилитрона подключение обратного напряжения и его рост до установленной точки является штатным режимом. При достижении определенной точки обратного напряжения в стабилитроне возникает обратимый пробой. Через устройство начинает течь ток. До наступления пробоя стабилитрон находится в нерабочем состоянии и через него протекает только малый ток утечки. На электросхемах стабилитрон обозначается как стрелка-указатель, на конце которой имеет черточка, обозначающая запирание. Стрелка указывает направление тока. Буквенное обозначение на схемах – VD.

Стабилитрон. Параметрические стабилизаторы напряжения

Устройство

Полупроводниковые стабилитроны пришли на смену морально устаревшим стабилитронам тлеющего разряда – ионным газоразрядным электровакуумным приборам. Для изготовления стабилитронов используются кремниевые или германиевые кристаллы (таблетки) с проводимостью n-типа, в которые добавляют примеси сплавным или диффузно-сплавным способом. Для получения электронно-дырочного p-n перехода используются акцепторные примеси, в основном алюминий. Кристаллы заключают в корпуса из полимерных материалов, металла или стекла.

Кремниевые сплавные стабилитроны Д815 (А-И) выпускаются в металлическом герметичном корпусе, который является положительным электродом. Такие элементы имеют широкий интервал рабочих температур – от -60°C до +100°C. Кремниевые сплавные двуханодные стабилизирующие диоды КС175А, КС182А, КС191А, КС210Б, КС213Б выпускают в пластмассовом корпусе. Кремниевые сплавные термокомпенсированные детали КС211 (Б-Д), используемые в качестве источников опорного напряжения, имеют пластмассовый корпус.

SMD стабилитроны, то есть миниатюрные компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа, изготавливаются в основном в стеклянных и пластиковых корпусах. Такие элементы могут выпускаться с двумя и тремя выводами. В последнем случае третий вывод является «пустышкой», никакой смысловой нагрузки не несет и предназначается только для надежной фиксации детали на печатной плате.

Принцип действия

Стабилитрон был открыт американским физиком Кларенсом Мелвином Зенером, именем которого его и назвали. Электрический пробой p-n перехода может быть обусловлен туннельным пробоем (в этом случае пробой носит название Зенеровского), лавинным пробоем, пробоем в результате тепловой неустойчивости, который наступает из-за разрушительного саморазогрева токами утечки.

И инженеры конструируют эти элементы таким образом, чтобы возникновение туннельного и/или лавинного пробоя произошло задолго до того, как в них возникнет вероятность теплового пробоя.

Величина напряжения пробоя зависит от концентрации примесей и способа легирования p-n-перехода. Чем больше концентрация примесей и чем выше их градиент в переходе, тем ниже обратное напряжение, при котором образуется пробой.

• Туннельный (зенеровский) пробой
  появляется в полупроводнике в тех случаях, когда напряженность электрического поля в p-n зоне равна 106 В/см. Такая высокая напряженность может возникнуть только в высоколегированных диодах. При напряжениях пробоя, находящихся в диапазоне 4,5…6,7 В, сосуществуют туннельный и лавинный эффекты, а вот при напряжении пробоя менее 4,5 В остается только туннельный эффект.
• В стабилитронах с небольшими уровнями легирования или меньшими градиентами легирующих добавок присутствует только лавинный механизм пробоя
  , который появляется при напряжении пробоя примерно 4,5 В. А при напряжении выше 7,2 В остается только лавинный эффект, а туннельный полностью исчезает.

Как было сказано ранее, при прямом подключении стабилитрон при прямом включении ведет себя так же, как и обычный диод, – он пропускает ток. Различия между ними возникают при обратном подключении.

Обычный диод при обратном подключении запирает ток, а стабилитрон при достижении обратным напряжением величины, которая называется напряжением стабилизации, начинает пропускать ток в обратном направлении. Это объясняется тем, что при подаче на стабилитрон напряжения, которое превышает U ном. устройства, в полупроводнике возникает процесс, называемый пробоем. Пробой может быть туннельным, лавинным, тепловым. В результате пробоя ток, протекающий через стабилитрон, возрастает до максимального значения, ограниченного резистором. После достижения напряжения пробоя ток остается примерно постоянным в широком диапазоне обратных напряжений. Точка, в которой напряжение запускает ток, может очень точно устанавливаться в процессе производства легированием. Поэтому каждому элементу присваивают определенное напряжение пробоя (стабилизации).

Стабилитрон используется только в режиме «обратного смещения», то есть его анод подключается к «-» источника питания. Способность стабилитрона запускать обратный ток при достижении напряжения пробоя применяется для регулирования и стабилизации напряжения при изменении напряжения питания или подключенной нагрузки. Использование стабилитрона позволяет обеспечить постоянное выходное напряжение для подключенного потребителя при перепадах напряжения ИП или меняющемся токе потребителя.

Принцип работы стабилитрона

Когда диод включён в прямом направлении (анод – «+», катод – «–»), то он свободно начинает пропускать ток при напряжении Uпор

, а при включении в обратном направлении (анод – «–», катод – «+») через диод может проходить лишь
ток Iобр
, который имеет значение нескольких мкА. Если увеличивать
обратное напряжение Uобр
на диоде до определённого
значения Uобр. max
произойдёт электрический пробой диода и если ток достаточно вели, то происходит тепловой пробой и диод выходит из строя. Диод можно заставить работать в области электрического пробоя, если ограничить ток, который проходит через диод (напряжение пробоя для разных диодов составляет 50 – 200 В).

Стабилитрон же разработан таким образом, что его вольт-амперная характеристика в области пробоя обладает высокой линейностью, а напряжение пробоя достаточно постоянно. Таким образом можно сказать, что стабилизация напряжения стабилитроном осуществляется при его работе на обратной ветви

вольт-амперной характеристики, в области же
прямой ветви
стабилитрон ведёт себя аналогично обыкновенному диоду. Стабилитрон обозначается следующим образом
Обозначение стабилитрона

Вольт-амперная характеристика

ВАХ стабилитрона, как и обычного диода, имеет две ветви – прямую и обратную. Прямая ветвь является рабочим режимом для традиционного диода, а обратная характеризует работу стабилитрона. Стабилитрон называют опорным диодом, а источник напряжения, в схеме которого есть стабилитрон, называют опорным.

На рабочей обратной ветви опорного диода выделяют три основные значения обратного тока:

• Минимальное
  . При силе тока, которая меньше минимального значения, стабилитрон остается закрытым.
• Оптимальное
  . При изменении тока в широких пределах между точками 1 и 3 значение напряжения меняется несущественно.
• Максимальное
  . При подаче тока выше максимальной величины опорный диод перегреется и выйдет из строя. Максимальное значение тока ограничивается максимально допустимой рассеиваемой мощностью, которая очень зависит от внешних температурных условий.

Области применения

Основная область применения этих элементов – стабилизация постоянного напряжения в маломощных ИП или в отдельных узлах, мощность которых не более десятков ватт. С помощью опорных диодов обеспечивают нормальный рабочий режим транзисторов, микросхем, микроконтроллеров.

В стабилизаторах простой конструкции стабилитрон является одновременно источником опорного напряжения и регулятором. В более сложных конструкциях стабилитрон служит только источником опорного напряжения, а для силового регулирования применяется внешний силовой транзистор.

Термокомпенсированные стабилитроны и детали со скрытой структурой востребованы в качестве дискретных и интегральных источников опорного напряжения. Для защиты электрической аппаратуры от перенапряжений разработаны импульсные лавинные стабилитроны. Для защиты входов электрических приборов и затворов полевых транзисторов в схему устанавливают рядовые маломощные стабилитроны. Полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП) изготавливаются с одним кристаллом, на котором расположены: защитный стабилитрон и силовой транзистор.

Основные характеристики

В паспорте стабилизирующего диода указывают следующие параметры:

• Номинальное напряжение стабилизацииUст
  . Этот параметр выбирает производитель устройства.
• Диапазон рабочих токов
  . Минимальный ток – величина тока, при которой начинается процесс стабилизации. Максимальный ток – значение, выше которого устройство разрушается.
• Максимальная мощность рассеивания
  . В маломощных элементах это паспортная величина. В паспортах мощных стабилитронов для расчета условий охлаждения производитель указывает: максимально допустимую температуру полупроводника и коэффициент теплового сопротивления корпуса.

Помимо параметров, указываемых в паспорте, стабилитроны характеризуются и другими величинами, среди которых:

• Дифференциальное сопротивление
  . Это свойство определяет нестабильность устройства по напряжению питания и по току нагрузки. Первый недостаток устраняется запитыванием стабилизирующего диода от источника постоянного тока, а второй – включением между стабилитроном и нагрузкой буферного усилителя постоянного тока с эмиттерным повторителем.
• Температурный коэффициент напряжения
  . В соответствии со стандартом эта величина равна отношению относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению наружной температуры. В нетермостабилизированных стабилитронах при нагреве от +25°C до +125°C напряжение стабилизации сдвигается на 5-10% от первоначального значения.
• Дрейф и шум
  . Эти характеристики для обычных стабилитронов не определяются. Для прецизионных устройств они являются очень важными свойствами. В обычных (непрецизионных) стабилитронах шум создают: большое количество посторонних примесей и дефекты кристаллической решетки в области p-n перехода. Способы снижения шума (если в этом есть необходимость): защитная пассивация оксидом или стеклом (примеси направляются вглубь кристалла) или перемещением вглубь кристалла самого p-n-перехода. Второй способ является более радикальным. Он востребован в диодах с низким уровнем шума со скрытой структурой.

Способы включения – последовательное и параллельное

На детали импортного производства в сопроводительных документах ситуации, при которых возможно последовательное или параллельное соединение, не регламентируются. В документации на отечественные опорные диоды можно встретить два указания:

• В приборах маленькой и средней мощности можно последовательно или параллельно подсоединять любое количество односерийных стабилитронов.
• В приборах средней и значительной мощности можно последовательно соединять любое число стабилизирующих диодов единой серии. При параллельном соединении необходимо произвести расчеты. Общая мощность рассеивания всех параллельно подсоединенных стабилитронов не должна быть выше аналогичного показателя одной детали.

Допускается последовательное подключение опорных диодов разных серий в том случае, если рабочие токи созданной цепи не превышают паспортные токи стабилизации для каждой серии, установленной в схеме.

На практике для умножения напряжения стабилизации чаще всего применяют последовательное соединение двух-трех стабилитронов. К этой мере прибегают в том случае, если не удалось достать деталь на нужное напряжение или необходимо создать высоковольтный стабилитрон. При последовательном соединении напряжение отдельных элементов суммируется. В основном этот вид соединения используется при сборке высоковольтных стабилизаторов.

Параллельное соединение деталей служит для того, чтобы повышать ток и мощность. Однако на практике этот вид соединения применяется редко, поскольку различные экземпляры опорных диодов даже одного типа не имеют совершенно одинаковых напряжений стабилизации. Поэтому при параллельном соединении разряд возникнет только в детали с наименьшим напряжением стабилизации, а в остальных пробой не произойдет. Если пробой и возникает, то одни стабилитроны в такой цепи будут работать с недогрузкой, а другие с перегрузкой.

Для стабилизации переменного напряжения стабилитроны соединяются последовательно и встречно. В первый полупериод синусоиды переменного тока один элемент работает как обычный диод, а второй выполняет функции стабилитрона. Во втором полупериоде элементы меняются функциями. Форма выходного напряжения отличается от входного. Ее конфигурация напоминает трапецию. Это связано с тем, что напряжение, превышающее напряжение стабилизации, будет отсекаться и верхушки синусоиды будут срезаны. Последовательное и встречное соединение стабилитронов может применяться в термостабилизированном стабилитроне.

Как проверить светодиод мультиметром?

Тестирование светодиодных устройств ламп или просто светодиодов гораздо проще с цифровым мультиметром, который даст вам четкое представление о том, насколько сильны каждый из светодиодов. Яркость светодиода при его тестировании также укажет на его качество. Если у вас нет мультиметра для использования, простой держатель батареи для круглых батарей с выводами даст вам знать, работают ли ваши светодиоды.

Как проверить светодиод мультиметром?

Приобретите цифровой мультиметр, который может проверять диоды.
Мультиметры измеряют только показатели, вольт и омы. Для тестирования светодиодных индикаторов вам понадобится мультиметр с настройкой диода. Проверьте онлайн или в местном магазине аппаратных средств для мультиметров среднеценового и высокоценового диапазона, которые, скорее всего, будут иметь эту функцию, в сравнении с недорогими моделями.

Подключите красный и черный измерительные провода.
Красный и черный измерительные провода должны быть подключены к выходам на передней панели мультиметра. Красный провод – положительный заряд. Черный провод является отрицательным и должен быть подключен к входу с надписью «COM».

Поверните колесико мультиметра в положение диода.
Поверните циферблат на передней панели мультиметра по часовой стрелке, чтобы отодвинуть его от положения «выключено». Продолжайте поворачивать его, пока не приземлитесь на настройку диода. Если он не помечен явно, настройка диода может быть представлена ​​символом схемы диода.

Символ диода визуально представляет собой как его клеммы, так и катод и анод

Подключите черный зонд к катоду и красный зонд к аноду.

Прикоснитесь к черному зонду к катодному концу светодиода, который обычно является более коротким. Затем нажмите красный зонд на анод, который должен быть длинным. Обязательно подключите черный зонд перед красным зондом, так как обратное может не дать вам точного показания.

• Убедитесь, что катод и анод не касаются друг друга во время этого теста, что может препятствовать прохождению тока через светодиодный индикатор и затруднять результаты.
• Черные и красные контакты также не должны касаться друг друга во время теста.
• Выполнение соединений должно привести к тому, что светодиод засветится.

Проверьте значение на цифровом дисплее мультиметра.
Когда контакты мультиметра касаются катода и анода, неповрежденный светодиод должен отображать напряжение приблизительно 1600 мВ. Если во время теста на экране не появляется показаний, повторите попытку, чтобы убедиться, что соединения выполнены правильно. Если вы правильно выполнили тест, это может быть признаком того, что светодиодный индикатор не работает.

Метод комфортен для всех типов светоизлучающих диодов, независимо от их выполнения и количества выводов. Замыкая красноватый щуп на анод, а темный на катод исправный светодиод должен засветиться. При смене полярности щупов на дисплее тестера должна оставаться цифра 1. Свечение излучающего диодика во время проверки будет маленький и на неких светодиодах при ярчайшем освещении может быть неприметно. Для четкой проверки разноцветных LED с несколькими выводами следует знать их распиновку. В неприятном случае придется наобум перебирать выводы в поисках общего анода либо катода. Не стоит страшиться тестировать массивные светодиоды с железной подложкой. Мультиметр не способен вывести их из строя, методом замера в режиме прозвонки. Проверку светодиода мультиметром можно выполнить без щупов, используя гнезда для тестирования транзисторов.

Оцените яркость светодиода.

Когда вы делаете правильные подключения для проверки своего светодиода, он должен засветится. Отметив показания на цифровом экране, посмотрите на сам светодиод. Если он не нормально светится, выглядит тусклым, это, скорее всего, некачественный светодиод. Если он сияет ярко, это,скорее всего качественный рабочий светодиод.

Мы надеемся, что в данной статье вы нашли все ответы на вопросы

Составные стабилитроны

Составной стабилитрон – устройство, применяемой в ситуациях, когда необходимы токи и мощность большего значения, чем это допускают технические условия. В этом случае между стабилизирующим диодом и нагрузкой подсоединяют буферный усилитель постоянного тока. В схеме коллекторный переход транзистора включен параллельно стабилизирующему диоду, а эммиттерный переход – последовательно.

Схема обычного составного стабилитрона не предназначена для применения на прямом токе. Но добавление диодного моста превращает составной стабилитрон в систему двойного действия, которая может работать и при прямом, и при обратном токе. Такие стабилитроны еще называют двойными или двуханодными. Стабилитроны, которые могут работать с напряжением только одной полярности, называют несимметричными. А составные стабилитроны, дееспособные при любом направлении тока, называют симметричными.

Виды стабилитронов

На современном рынке электроники имеется широкий ассортимент стабилитронов, адаптированных к определенным условиям применения.

Прецизионные

Эти устройства обеспечивают высокую стабильность напряжения на выходе. К ним предъявляются дополнительные требования к временной нестабильности напряжения и температурного коэффициента напряжения. К прецизионным относятся устройства:

• Термокомпенсированные
  . В схему термокомпенсированного стабилитрона входят последовательно соединенные: стабилитрон номинальным напряжением 5,6 В (с плюсовым значением температурного коэффициента) и прямоосвещенный диод (с минусовым коэффициентом). При последовательном соединении этих элементов происходит взаимная компенсация температурных коэффициентов. Вместо диода в схеме может использоваться второй стабилитрон, включаемый последовательно и встречно.
• Со скрытой структурой
  . Ток пробоя в обычном стабилитроне сосредотачивается в приповерхностном кремниевом слое, где находится максимальное количество посторонних примесей и дефектов кристаллической решетки. Эти несовершенства конструкции провоцируют шум и нестабильную работу. В деталях со скрытой структурой ток пробоя «загоняют» внутрь кристалла путем формирования глубокого островка p-типа проводимости.

Быстродействующие

Для них характерны: низкое значение барьерной емкости, всего десятки пикофарад, и краткий период переходного процесса (наносекунды). Такие особенности позволяют опорному диоду ограничивать и стабилизировать кратковременные импульсы напряжения.

Стабилизирующие диоды могут быть рассчитаны на напряжение стабилизации от нескольких вольт до нескольких сотен вольт. Высоковольтные стабилитроны устанавливаются на специальные охладители, способные обеспечить нужный теплообмен и уберечь элемент от перегрева и последующего разрушения.

Способы проверки

Любой ремонт электроники и электрооборудования начинается с внешнего осмотра, а потом переходят к измерениям. Такой подход позволяет локализовать большую часть неисправностей. Чтобы найти варистор на плате посмотрите на рисунок ниже — так выглядят варисторы. Иногда их можно перепутать с конденсаторами, но можно отличить по маркировке.

Если элемент сгорел и маркировку прочесть невозможно — посмотрите эту информацию на схеме устройства. На плате и в схеме он может обозначаться буквами RU. Условное графическое обозначение выглядит так.

Есть три способа проверить варистор быстро и просто:

1. Визуальный осмотр.
2. Прозвонить. Это можно сделать муьтиметром или любым другим прибором, где есть функция прозвонки цепи.
3. Измерением сопротивления. Это можно сделать омметром с большим пределом измерений, мультиметром или мегомметром.

Варистор выходит из строя, когда через него проходит большой или длительный ток. Тогда энергия рассеивается в виде тепла, и если её количество больше определённого конструкцией — элемент сгорает. Корпус этих компонентов выполняется из твердого диэлектрического материала, типа керамики или эпоксидного покрытия. Поэтому при выходе из строя чаще всего повреждается целостность наружного покрытия.

Можно визуально проверить варистор на работоспособность — на нем не должно быть трещин, как на фото:

Следующий способ — проверка варистора тестером в режиме прозвонки. Сделать это в схеме нельзя, потому что прозвонка может сработать через параллельно подключенные элементы. Поэтому нужно выпаять хотя бы одну его ножку из платы.

Важно: не стоит проверять элементы на исправность не выпаивая из платы – это может дать ложные показания измерительных приборов. Так как в нормальном состоянии (без приложенного к выводам напряжения) сопротивление варистора большое — он не должен прозваниваться

Прозвонку выполняют в обоих направлениях, то есть два раза меняя местами щупы мультиметра

Так как в нормальном состоянии (без приложенного к выводам напряжения) сопротивление варистора большое — он не должен прозваниваться. Прозвонку выполняют в обоих направлениях, то есть два раза меняя местами щупы мультиметра.

На большинстве мультиметров режим прозвонки совмещен с режимом проверки диодов. Его можно найти по значку диода на шкале селектора режимов. Если рядом с ним есть знак звуковой индикации — в нем наверняка есть и прозвонка.

Другой способ проверки варистора на пробой мультиметром является измерение сопротивления. Нужно установить прибор на максимальный предел измерения, в большинстве приборов это 2 МОма (мегаомы, обозначается как 2М или 2000К). Сопротивление должно быть равным бесконечности. На практике оно может быть ниже, в пределах 1-2 МОм.

Интересно! То же самое можно сделать мегаомметром, но он есть далеко не у каждого. Стоит отметить, что напряжение на выводах мегаомметра не должно превышать классификационное напряжение проверяемого компонента.

На этом заканчиваются доступные способы проверки варистора. В этот раз мультиметр поможет радиолюбителю найти неисправный элемент, как и в большом количестве других случаев. Хотя на практике мультиметр в этом деле не всегда нужен, потому что дело редко заходит дальше визуального осмотра. Заменяйте сгоревший элемент новым, рассчитанным на напряжение и диаметром не меньше чем был сгоревший, иначе он сгорит еще быстрее предыдущего.

Регулируемые стабилитроны

При изготовлении стабилизированных блоков питания необходимый стабилитрон может отсутствовать. В этом случае собирают схему регулируемого стабилитрона.

Нужное напряжение стабилизирующего диода подбирают при помощи резистора R1. Для настройки схемы на место резистора R1 подключают переменный резистор номиналом 10 кОм. После получения нужного значения напряжения определяют полученное сопротивление и устанавливают на постоянное место резистор нужного номинала. Для этой схемы можно применить транзисторы КТ342А, КТ3102А.

Способы маркировки

На корпусе детали имеется буквенная или буквенно-цифровая маркировка, которая характеризует электрические свойства и назначение устройства. Различают два типа маркировки. Детали в стеклянном корпусе маркируются привычным образом. На поверхности элемента пишут напряжение стабилизации с использованием буквы V, которая выполняет функцию десятичной запятой. Маркировка из четырех цифр и буквы в конце менее понятна. Расшифровать ее можно только с помощью даташита.

Еще один способ обозначения стабилизирующих диодов – цветовая маркировка. Часто применяется японский вариант, который представляет собой два или три цветных кольца. При наличии двух колец, каждое из них обозначает определенную цифру. Если второе кольцо нанесено в удвоенном варианте, то это означает, что между первой и второй цифрой надо поставить запятую.

Емкость стабилитрона

Как правило, информация о том, сколько вольт имеет стабилитрон, указана на корпусе самого аппарата. Также эти данные указываются в технической документации. В случае, если надписи и документации нет, есть третий вариант того, как узнать, на сколько вольт стабилитрон — поискать эту информацию в интернете. Старые модели можно отыскать в интернет-справочниках. Зарубежные модели имеют более простую маркировку, нежели российские аналоги. Все сведения отражаются на корпусе устройства под буквой V.

Вам это будет интересно Работа со сварочным аппаратом

Надпись с количеством вольтов в устройстве

Как отличить стабилитрон от обычного диода

Оба эти элемента имеют схожее обозначение на схеме. На практике отличить стабилитрон от обычного диода и даже узнать его номинал, если оно не более 35 В, можно с помощью приставки к мультиметру.

Схема приставки к мультиметру

Для выполнения генератора с широтно-импульсной модуляцией используется специализированная микросхема MC34063. Чтобы обеспечить гальваническую развязку между ИП и измерительной частью схемы напряжение контролируют на первичной обмотке трансформатора. Это позволяет сделать выпрямитель на VD2. Точка стабилизации выходного напряжения устанавливается с помощью резистора R3. Напряжение на конденсаторе С4 – примерно 40 В. Стабилизатор тока А2 и проверяемый опорный диод составляют параметрический стабилизатор, а мультиметр, подключенный к выводам схемы, позволяет определить напряжение стабилитрона.

Если диод подключить в обратной полярности (анод к «-», а катод к «+»), то мультиметр для обычного диода покажет 40 В, а для стабилитрона – напряжение стабилизации.

Для определения работоспособности стабилитрона с известным номиналом используют простую схему, состоящую из источника питания и токоограничительного резистора на 300…500 Ом. В этом случае с помощью мультиметра определяют не сопротивление перехода, а напряжение. Включают элементы, как показано на схеме, и меряют напряжение на стабилитроне.

Медленно поднимают напряжение блока питания. На значении напряжения стабилизации напряжение на стабилитроне должно прекратить свой рост. Если это произошло, значит, элемент исправен. Если при последующем увеличении напряжения ИП диод не начинает стабилизировать, значит, он не исправен.

Инструкция по проверке

В ответ на вопрос, как проверить диод мультиметром, не выпаивая, необходимо уточнить, чтобы успешно его проверить, как и стабилитрон, необходимо взять его и мультиметр, сделать прозвонок. Как правило, многие из устройств оснащены функцией диодной проверки. По инструкции она выглядит таким образом:

Анод и катод

1. Все, что нужно, это перевести регулятор на функцию проверки, взять концы мультиметра и присоединить их к диодной сборке. К знаку минус нужно поднести анод, а к знаку плюс – катод. Нередко это просто белые и красные полосы соответственно.
2. Затем появятся значения порогового напряжения и значение с показаний проверки.

Подключение анода и катода

Обратите внимание! В ходе проверки выпрямительного светодиода шотка или schottky прикасаться руками к одному из зарядов нельзя, поскольку корректными показания в таком случае не будут. В ходе первого определения нужно повторить процедуру в противоположном порядке

Так, анод нужно поместить к знаку плюс, а катод – минус. При таком подключении на мультиметр поступит цифра 1. Это значит, что ток не течет. Все под защитой.

Стоит отметить, что более подробная инструкция со схемами, ответами на популярные вопросы о светодиодных узких супрессорах и предупреждениях дана в инструкции к каждому мультиметру.

Мультиметр для проверки диодной сборки

Проверка на исправность полупроводниковых элементов

Чтобы проверить полупроводниковые элементы на исправность, необходимо воспользоваться цифровым измерительным мультиметром с крышкой и большим функционалом. Большинство из них оснащены подобной функцией прозвона моста и генератора, поэтому сделать процедуру проверки может каждый желающий. Все что нужно, это прозвонить с помощью многофункционального мультиметра свободный диод, установить регуляторную ручку на измерительном приборе и нажать кнопку с данным обозначением на управленческой приборной панели. Далее необходимо подключить соответствующий красный щуп к аноду, а черный к катоду. Только так прибор измерит все правильно.

Обратите внимание! Понять, где анод, а где катод, несложно, прочитав описание к модели мультиметра, или воспользоваться помощью электронщика. Как правило, на каждом проводке имеется своя маркировка, благодаря которой понять, где что находится, очень просто в конкретной ситуации

В результате должно получиться пороговое прямое напряжение. Если есть повреждение какого-то элемента, то на панели появится ноль напротив того электрода, который будет подключен, или цифра выше или ниже допустимой.

В ответ на то, как проверить диодную сборку мультиметром, если специального режима в мультиметре нет, можно указать, что необходимо собрать схему: соединить источник питания с резистором и проверяемым полупроводником. Затем подключить элемент анода к резистору, а катод к источнику питания. Далее следует нажать пуск и посмотреть, в каком состоянии находится полупроводниковый элемент. Как и в прошлом случае, исправный элемент измерителем будет выдавать прямое напряжение.

Проверка мультиметром без выпаивания

Без выпаивания мультиметром можно проверить электроды. Все что нужно, это выбрать на устройстве сопротивляющий измерительный режим с диапазоном в 2 кОм. Затем стандартно нужно присоединить красный проводок к части анода, а черный к части катода. Так будет показана цифра напряжения в омах. Как правило, при разрыве цепи измерение получается с цифрой выше допустимого или со значением 0.

Обратите внимание! Важно понимать, что для проверки оборудования и полупроводниковых элементов необходимо полностью действовать в соответствии с представленной к мультиметру инструкцией. Также необходимо понимать важные физические моменты и немного понимать в электронике для составления правильной электрической схемы. В противном случае отсутствие знаний может затруднить работу с мультиметром

В противном случае отсутствие знаний может затруднить работу с мультиметром.

Правильность подключения электродов залог успешной проверки

Как правильно подобрать стабилитрон?

Стабилитроны относятся к стабилизаторам небольшой мощности. Поэтому их необходимо подбирать так, чтобы через них без перегрева мог проходить весь ток нагрузки плюс минимальный ток стабилизации.

Для правильного выбора стабилитрона для электрической схемы необходимо знать следующие параметры: минимальное и максимальное входное напряжение, напряжение на выходе, минимальный и максимальный ток нагрузки. Напряжение стабилизации стабилитрона равно выходному напряжению. А рассчитать максимальный ток, который может пройти через стабилитрон в конкретной схеме, и мощность рассеивания при максимальном токе, лучше всего с помощью онлайн-калькулятора.

Проверка транзистор-тестером

Проверить на работоспособность полупроводниковых элементов можно с помощью универсального тестера радиокомпонентов. Часто его называют транзистор-тестером.

Это универсальный измерительный прибор с цифровым индикатором. С помощью транзистор-тестера можно проверить различные радиодетали. К ним относятся резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности. А также и полупроводниковые приборы, транзисторы, тиристоры, диоды, стабилитроны, супрессоры и т.п.

Для проверки работоспособности, зажмите детальку в ZIF-панельке (специальном разъёме с рычагом для зажимания элементов), после чего на дисплее высвечивается схемное обозначение элемента. Однако рассматриваемые в этой статье элементы проверяются как обычные диоды. Поэтому не стоит рассчитывать, что транзистор тестер определит, на какое напряжение стабилитрон. Для этого все равно нужно будет собрать схему типа той, что показана выше или такую как рассмотрим далее.

Рекомендуем посмотреть видео о том, что такое универсальный транзистор-тестер и как им проверять радиоэлектронные компоненты.

Тестер, также как и мультиметр, проверяет целостность -n перехода и корректно определяет напряжением стабилизации стабилитронов до 4,5 вольт.

При ремонте аппаратуры, рекомендуется элемент стабилизации менять на новый. Не зависимо от наличия исправного p-n перехода. Т.к. высока вероятность, что у диода изменилось напряжение стабилизации или оно может произвольно меняться в процессе работы аппаратуры.

Полупроводниковый стабилитрон, или диод Зенера, представляет собой диод особого типа. При прямом включении обычный диод и стабилитрон ведут себя аналогично. Разница между ними проявляется при обратном включении. Обычный диод при подаче обратного напряжения и превышении его номинального значения просто выходит из строя. А для стабилитрона подключение обратного напряжения и его рост до установленной точки является штатным режимом. При достижении определенной точки обратного напряжения в стабилитроне возникает обратимый пробой. Через устройство начинает течь ток. До наступления пробоя стабилитрон находится в нерабочем состоянии и через него протекает только малый ток утечки. На электросхемах стабилитрон обозначается как стрелка-указатель, на конце которой имеет черточка, обозначающая запирание. Стрелка указывает направление тока. Буквенное обозначение на схемах – VD.

Глава 11. Что такое р-n-переход? . КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

«Спец»: Итак, пора, мой друг, пора. Поговори о… полупроводниках. Потому что именно они лежат в основе большого количества таких непохожих ни внешне, ни по выполняемым функциям приборов.

«Аматор»: Ну, я же говорил Незнайкин о том, что полупроводники как бы занимают промежуточное место между проводниками и изоляторами (диэлектриками) с точки зрения величины удельного сопротивления. И в то же время заметил, что в полупроводниках есть особенности, которые в свое время заставили исследователей сделать предположение об особом механизме проводимости. Этот механизм не характерен, например, для металлов…

«Спец»: Совершенно верно! Для таких, я бы сказал, основных видов полупроводников, как германий и кремний, характерным является существование регулярной кристаллической решетки (в том случае, когда мы говорим о монокристаллах), в которой определенное сочетание атомов повторяется в любом направлении. Это дает возможность рассматривать структуры т. н. элементарных ячеек кристаллической решетки. Для такой структуры характерно то, что каждый атом окружен четырьмя соседними атомами, причем все они находятся друг от друга на одинаковых расстояниях или ЭКВИДИСТАНТНО. Соответственно ВСЕ четыре внешних электрона образуют и четыре ковалентные связи с четырьмя другими электронами, КАЖДЫЙ ИЗ КОТОРЫХ ПРИНАДЛЕЖИТ ОДНОМУ из ближайших эквидистантных атомов! Естественно, что атомы испытывают тепловое воздействие, в связи с чем некоторые ковалентные связи разрываются и один из электронов бывшей пары отправляется в путешествие по кристаллу.

«Незнайкин»: И часто такое происходит?

«Спец»: При комнатной температуре подобное нарушение ковалентной связи для германия, скажем, характерно таким соотношением: два электрона на 10 миллиардов атомов!

«Незнайкин»: И часто такое происходит?

«Спец»: При комнатной температуре подобное нарушение ковалентной связи для германия, скажем, характерно таким соотношением: два электрона на 10 миллиардов атомов!

«Незнайкин»: И такое соотношение заслуживает того, чтобы о нем упоминать?

«Спец»: Даже более того! Ведь поскольку в одном грамме того же германия содержится 10 в 22 степени атомов, это значит, что в любой момент при комнатной температуре в нем содержится около 2×10 в 12 степени свободных электронов!

«А»: А ведь это уже кое-что в смысле тока!

«С»: Да, конечно! Но примите во внимание тот факт, что я вам сейчас рассказал о причине СОБСТВЕННОЙ ПРОВОДИМОСТИ полупроводника.

Отметьте также, что я дважды подчеркнул, что это соотношение справедливо только при комнатной температуре! Поскольку повышение температуры повышает и собственную проводимость!

«Н»: А какая же еще проводимость может быть помимо собственной, вот чего я не могу понять?

«С»: Сейчас-сейчас! Во-первых, мы с самого начала несколько идеализировали картину. Поскольку жизнь (как наша, так и полупроводниковых кристаллов) проходит в реальном мире, то пусть в ничтожных количествах, но в самых чистых монокристаллах германия и кремния содержатся атомы примеси, то есть веществ, не являющихся ни германием и ни кремнием!

«А»: Я где-то читал, что количество примесных атомов в искусственно выращиваемых монокристаллах полупроводников исключительно невелико?!

«С»: Да, в германии, который употребляется в полупроводниковой технологии, количество примесных атомов должно быть не более одного на миллиард, а в кремнии еще меньше. Почти на два порядка.

«Н»: А зачем такая обалденная чистота?

«С»: Да по той причине, чтобы не оказывать существенное влияние на собственную проводимость! Поскольку самое интересное начинается тогда, когда в эти сверхчистые полупроводники искусственно добавляют или трехвалентные атомы индия, или пятивалентные атомы мышьяка. Давайте, к примеру, рассмотрим, что произойдет, если аккуратно внедрить в состав кристаллической решетки пятивалентный атом мышьяка (или сурьмы).

«Н»: Атом станет грязным!

«С»: Ничего подобного, Незнайкин! Пятый валентный электрон не сможет образовать ковалентную связь, поскольку создать ее будет не с кем! Вокруг «нормальные» атомы германия (или кремния). Этот пятый электрон, фактически, остается свободным. Достаточно малейшего воздействия, чтобы он начал свое путешествие по кристаллу.

«Н»: Но в этом случае получается, что в таком полупроводнике будет ИЗБЫТОК электронов!

«С»: Это действительно так. Принято называть такие полупроводники — полупроводниками n-типа (от слова negative — отрицательный). На всякий случай запомним, что пятивалентные примеси называются ДОНОРАМИ, поскольку они обеспечивают избыток свободных электронов!

«А»: Но в состав атома внедряют и трехвалентные атомы индия. И вот здесь я что-то не совсем понимаю ситуацию! Ведь в этом случае имеющиеся у индия ТРИ валентных электрона образуют связи с тремя из четырех эквидистантных атомов. В этом случае, как мне представляется, один из атомов германия (либо кремния) не сможет пристроить один из четырех электронов и этот четвертый электрон, в свою очередь, оторвавшись, сможет блуждать по кристаллу! А значит, и в этом случае проводимость должна быть n!?

«С»: Я понял твои сомнения, дорогой Аматор! Виноваты в них, прежде всего, плохие популяризаторы. Они, почему-то забывают указать один существенный нюанс. Действительно, «лишний электрон», как может по казаться, появляется у одного из атомов германия… Но Природа устроена очень интересно! Этот электрон не отправляется в путешествие по кристаллу! Он хитрым квантовым образом взаимодействует… с атомом индия. А поскольку образовать ковалентную связь с электронами индия, как мы уже говорили, он не может (все валентные электроны индия уже заняты), то возникает своего рода «ловушка», которая как бы «привязывает» этот «лишний» электрон. А в результате — в создании проводимости этот электрон не участвует!

«А»: Но атом германия (или кремния), «потерявший» таким образом один из своих электронов становится электроположительным?

«С»: Ну конечно! У него образуется незаполненная ковалентная связь, которая ВСЕГДА готова принять свободный электрон. И она его принимает… от соседнего атома германия (либо кремния)! Вот почему эту вакансию или брешь в физике полупроводников почетно именуют ДЫРКА! А теперь обратите внимание на рис. 11.1, который показывает фазы ДЫРОЧНОЙ ПРОВОДИМОСТИ, когда к полупроводнику p-типа (positive — положительный) приложено напряжение.

«А»: Пожалуй, я попробую рассказать о динамике изображенного процесса. В полупроводнике p-типа дырка, представляющая собой положительный заряд, перемещается от положительного полюса к отрицательному. На предложенных рисунках рассматриваются последовательные фазы этого процесса. В последнем из рисунков, электрон, поступивший от источника тока, заполняет ближайшую к отрицательному полюсу дырку. Одновременно с этим, другой электрон покидает ближайший к положительному полюсу атом. На месте этого электрона возникает новая «дырка»! Ну и так далее!

«С»: А что еще можно сказать по этому поводу?

«А»: Разве что отметить тот интересный факт, что когда электроны, в полном соответствии с физикой, перемещаются внутри кристалла к положительному полюсу, дырки перемещаются к… отрицательному!

«С»: И делают это так, как будто они являются РЕАЛЬНЫМИ частицами с положительным зарядом!

«Н»: Только теперь до меня дошло, почему раньше вместо ясного и четкого выражения «движение электрона», Аматор часто употреблял выражение — «носитель электрического заряда».

«А»: Слава Богу, Незнайкин, слава Богу! Но, дорогой Спец, разъясните нам понятнее, что такое р-n-переход?

«С»: Давайте проделаем мысленный эксперимент. Но еще прежде уясним себе, что именно на физических свойствах контактов между полупроводниками p-типа и n-типа, а также на контактах металл — полупроводник базируются принципы действия подавляющего большинства современных электронных элементов. Так вот, на границе раздела между двумя различными по типу электропроводности полупроводниками возникают ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ БАРЬЕРЫ. А сама зона разграничения носит название Р-N-ПЕРЕХОДА. Информация к размышлению — его толщина порядка 0,3 микрона и меньше.

«Н»: И эти различные области взаимодействуют между собой?

«С»: И еще как! Во-первых, отрицательно ионизированные акцепторы оттолкнут от р-n-перехода свободные электроны области n (см. рис. 11.2)!

«А»: По этой же причине ионизированные доноры будут противодействовать дыркам области р приближаться к р-n-переходу! Ведь одноименные заряды отталкиваются!

«С»: Но, кроме того, доноры n-области притягивают к р-n-переходу электроны из области р, в результате чего в районе самого р-n-перехода избытка дырок отнюдь не наблюдается. Можно сказать и иначе — дырки области р уходят от р-n-перехода!

«А»: Иными словами, в прилегающем к р-n-переходу объеме области р все акцепторы будут заполнены, то есть ионизированы отрицательно. Точно так же в области n все доноры вблизи перехода потеряют по электрону. И станут положительно заряженными ионами.

«С»: В то же время свободные носители электрического заряда (электроны и дырки) в районе перехода ОТСУТСТВУЮТ! Следовательно, р-n-переход превращается в некий БАРЬЕР между двумя областями, из которых одна имеет положительный, а другая — отрицательный потенциал.

Иначе говоря, образуется ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ БАРЬЕР! И при всем при том кристалл, в целом, все равно остается электронейтральным.

«А»: А значит, подавая на подобный р-n-переход внешнее напряжение мы получим (в зависимости от полярности) два совершенно различных случая.

«Н»: Почему различных?

«А»: А ты подумай! Порассуждай, Незнайкин! Это полезное занятие!

«Н»: Ну, если ты так просишь!.. Пусть положительный полюс источника напряжения соединен с областью р, а отрицательный — с n. Тогда в области n свободные электроны полупроводника будут отталкиваться в сторону перехода электронами, поступающими от источника напряжения. Они пересекут р-n-переход и начнут заполнять дырки, которые положительный потенциал источника подогнал к этому переходу…

«С»: Можем сказать, что положительный полюс источника будет притягивать к себе электрон всякий раз, когда другой электрон преодолеет переход, проникнув из области n в область р.

Электрон, притянутый источником, создает дырку. Которая заполнится тем электроном, который будет ближе к переходу. На его месте, в свою очередь, возникнет новая дырка. Она будет перемещаться в сторону перехода, пока не будет заполнена там новым электроном, проникшем из области n.

Таким образом, через р-n-переход БУДЕТ ТЕЧЬ ТОК!

«Н»: Ну, а если приложить напряжение другой полярности?

«А»: В этом случае электроны отрицательного полюса источника напряжения притянут дырки области р еще ближе к периферийной области кристалла полупроводника. А к противоположному концу кристалла положи тельный полюс источника притянет свободные электроны. При этом ни электроны, ни дырки не будут пересекать р-n-переход. Величина потенциального барьера возрастет. НИКАКОГО ТОКА НЕ БУДЕТ!

«С»: Почти верно! Очень малый ОБРАТНЫЙ ТОК проходить будет. Его причина кроется в том, что исходный германий (или кремний) имели остаточные, неконтролируемые примеси. Вот их-то электроны и «повинны» в наличии обратных токов.

«Н»: Вот мы и получили детектор! А большие токи через р-n-переходы можно пропускать?

«С»: Ну конечно! Кстати, р-n-переход называют полупроводниковым ДИОДОМ. Они бывают германиевые, кремниевые и из иных полупроводниковых материалов.

«Н»: Каких это иных? Разве есть еще и другие полупроводники, кроме германия и кремния?

«С»: Да. И довольно много! Но уже не в виде отдельных химических элементов, а в виде многоэлементных сложных структур. Но мы их вниманием тоже не обойдем, не беспокойся!

«Н»: Я понял так, что диоды могут и детектировать слабые сигналы, и выпрямлять огромные токи.

«С»: Это настолько же верно, насколько и неполно!

«Н»: В каком смысле?

«А»: Прежде всего в том, что функции диодов совершенно не исчерпываются функциями детектирования и выпрямления. Более того, имеется значительное количество различных типов диодов, которые НИКОГДА не используются в качестве выпрямителей или детекторов! Тем не менее современная электроника без них обойтись не в состоянии. Не так ли, дорогой Спец?

«С»: Совершенно с вами согласен. Об этом и поведем разговор. Но, прежде чем это сделать, приведем вольт-амперную характеристику (ВАХ) для кремниевого диода малой мощности. Обратите внимание, что обратная ветвь характеристики при достижении некоторого U_обр, имеет участок параллельный оси ординат (рис. 11.3, а).

«Н»: Чудеса, да и только! Это что же выходит? При одном и том же напряжении ток может изменяться вдвое?

«А»: Ну почему вдвое? А в пять, в десять раз при том же напряжении не хочешь?

«Н»: Минуточку, а как же тогда быть с законом Ома?…

«С»: Твой вопрос, Незнайкин, не застал меня врасплох! Но прошу внимательно взглянуть на рис.  11.3, б…

«А»: На обратной ветви я вижу ДВЕ кривые!

«С»: Да. И они соответствуют двум различным видам (механизмам) ПРОБОЯ р-n-перехода. Первый — это так называемый ЛАВИННЫЙ пробой (кривая 1). Второй — ТЕПЛОВОЙ пробой. Сразу оговорю, что если судьба какого-либо диода пошла по кривой 2, то единственное, что здесь можно сделать — это как можно быстрее выпаять его из схемы и сдать на металлолом! Поскольку это означает тепловое разрушение кристалла и, естественно, расплавление р — n-перехода!

«А»: А если карты выпадут так, что ВАХ пойдет по кривой 1?

«С»: Тогда все не так страшно! Как вообще проявляет себя пробой р-n-перехода? Он проявляется, прежде всего, в резком увеличении тока, протекающего в обратном направлении. Это бывает при достижении определенного КРИТИЧЕСКОГО значения ОБРАТНОГО напряжения. Если подходить очень строго, то существуют три вида пробоя перехода: лавинный, туннельный и тепловой. Просто в силу ряда причин практического характера мы оставляем пока без рассмотрения туннельный пробой…

«Н»: Ну, а лавинный и тепловой?

«С»: А вот о них поговорим обязательно! В основе механизма лавинного пробоя лежит явление лавинного размножения подвижных носителей электрического заряда в сильном электрическом поле р-n-перехода! То есть электрон и дырка, ускоренные электрическим полем, могут разорвать одну из ковалентных связей нейтрального атома полупроводника, в результате чего образуется новая электронно-дырочная пара. Которая тоже ускоряется под воздействием электрического поля. В результате этой УДАРНОЙ ионизации развивается ЛАВИНА подвижных носителей заряда, что приводит к резкому увеличению обратного тока.

«А»: Но ведь ток во внешней цепи регулируют резистором?

«С»: Да, вот именно! В отличие от чисто теплового пробоя…

«Н»: А как используется лавинный пробой?

«С»: Взгляни еще раз на нижний рисунок. А именно, сравни между собой точки кривой 1 — «А» и «Б». Что ты видишь?

«Н»: Только то, что значения напряжения для точек «А» и «Б» практически одинаковы, а ток через них, между тем, проходит совершенно различный!

«С»: Ну вот тебе и чисто практическое применение эффекта — СТАБИЛИЗАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЯ! Чтобы было понятнее, я изобразил здесь простейшую схему параметрического стабилизатора напряжения (рис. 11.4).

В зависимости от типа СТАБИЛИТРОНА (а именно так называются полупроводниковые диоды, в которых используется участок А-Б обратной ветви характеристики) мы выбираем исходную величину напряжения стабилизации, которая более всего подходит нам в каждом конкретном случае.

«Н»: И это могут быть любые напряжения?

«А»: Не совсем, Незнайкин! Есть некий стандартный ряд. Вот, например, для стабилитронов общего применения: 3,3 вольта; 3,9 В; 4,7 В; 5,6 В; 6,8 В; 7,5 В; 8,2 В; 9,1 В; 10 В и т.  д.

«С»: Ты, очевидно, имеешь в виду серию КС133, КС147, КС156, КС168 и все такое прочее? Да, действительно, эти миниатюрные стабилитроны неплохо зарекомендовали себя в работе. Как и двуханодные стабилитроны типа КС162, КС175, КС182, КС191 и т. д.

«Н»: И как вы все это запоминаете?…

«С»: Привычка — вторая натура! А вообще я предлагаю собравшимся, поскольку мы занимаемся рассмотрением конкретных элементов электронных схем, завести своего рода самодельный справочник, куда с этих пор будем заносить типы и технические характеристики (хотя бы основные) компонентов, которые предполагается использовать при разработке нашего приемника.

«А»: Принято!.. Но давайте закончим рассмотрение схемы простейшего стабилизатора. Пусть это будет КС168, напряжение стабилизации которого равно — 6,8 вольта…

«Н»: Следует ли это понимать так, что в самом названии типа стабилитрона уже содержится указание на величину стабилизируемого напряжения?

«А»: Безусловно! Например, КС133 предназначен для стабилизации, примерно, 3,3 вольта. КС156 — 5,6 вольта.

«С»: Итак…для рассматриваемого КС168, точка «А» — минимальный ток стабилитрона. Тогда точка «Б» соответствует максимальному току через стабилитрон. Пусть в таком случае:

I_мин = 3 мА; I_макс = 20 мА.

Произведем следующий расчет…

«Н»: Но я не получил еще никакого ответа на свой вопрос о применимости закона Ома!

«С»: Это весьма философский вопрос!.. Если утверждать, что закон Ома констатирует только тот факт, что при увеличении тока через резистор R вдвое (или втрое, вчетверо и т. д.), падение напряжения на нем также возрастет вдвое (или втрое, вчетверо…), то тогда мы просто вынуждены отметить для случая стабилитрона, что ДА, Закон Ома в данном случае НЕ СОБЛЮДАЕТСЯ!

Но если принять ту точку зрения, что зависимость напряжения от тока (или тока от напряжения) может быть, в принципе, ЛЮБОЙ, даже ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ, вообще какой угодно… тогда, вопреки здравому смыслу, мы можем сказать — да здравствует Закон Ома!

Но в среде электронщиков, особенно при рассмотрении характеристик и параметров современных компонентов, второе утверждение всуе и вслух произносить не принято!. .

«А»: Спасибо за науку! А как же выражаться при работе со стабилитронами?

«С»: Исключительно вежливо! Понятие СОПРОТИВЛЕНИЕ по отношению к стабилитрону абсолютно не звучит! Поэтому стабилитроны характеризуются таким понятием, как ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. Рассмотрим уже знакомый нам участок А — Б. Теперь дадим определение дифференциального сопротивления:

R_дифф = ΔU/ΔI

Легко найти, что, например, для КС168 R_дифф = 20 Ом!

«А»: А теперь вернемся к схемке стабилизации. Пусть напряжение питания U = 15 В, Uст = 6,8 В, R_oгр = 510 Ом. А вот R_н может быть различным. Пусть R_н = 680 Ом, R_и2 = 4 КОм.

А теперь посмотрим, что будет происходить в схеме.

I₁ = I₂+ I₃; U = 15 — 6,8 = 8,2 В.

Тогда:

I₁ = 16 мА; I₃ = 6,8/R_н1 = 6800/680 = 10 мА.

Откуда:

I₂ = 16–10 = 6 мА.

В этом случае ток через стабилитрон равен 6 мА.

Подставим значение R_н2. Тогда:

I₁ = 16 мА; I₃ = 1,7 мА.

Откуда:

I₂= 16 — 1,7 = 14,3 мА.

В этом случае ток через стабилитрон равен 14,3 миллиампер.

«Н»: Я понял! Если бы не стабилитрон, напряжение в точке α изменялось бы в довольно широких пределах, при варьировании величины R_н! А применение стабилитрона позволяет сделать напряжение в этой точке НЕЗАВИСИМЫМ ОТ СОПРОТИВЛЕНИЯ НАГРУЗКИ!

«А»: Умница! Более того, напряжение в точке α НЕ ЗАВИСИТ ОТ величины U!

«С»: В достаточно широких пределах это, действительно, так. Вот вам пример того, что диод может быть применен вовсе не для выпрямления или детектирования!

«А»: Но это ведь не единственный пример?

«С»: Ну, безусловно! Вот еще один, кстати более чем просто актуальный для нашей разработки. Ты, дорогой Аматор, помнится, волновался о том, куда мы поместим трехсекционный конденсатор переменной емкости, необходимый для настройки?

Не волнуйся! Никаких конденсаторов переменной емкости в нашем приемнике не предвидится! Вместо них в современной аппаратуре применяются особые диоды, так называемые ВАРИКАПЫ или ВАРАКТОРЫ.

Варикап — это диод, емкость которого изменяется в зависимости от величины приложенного к нему напряжения. Возможность замены механических систем настройки электронными позволяет:

а) произвольно увеличивать количество одновременно перестраиваемых контуров;

б) располагать варикапы непосредственно около контурных катушек; что резко уменьшает конструктивные емкостные связи между каскадами;

в) полностью избавиться от микрофонного эффекта;

г) создавать приемники с автоматическим поиском станций без использования громоздких механических узлов.

«А»: Так ведь и габариты не сравнить!

«С»: И это верно… Вообще перечислять достоинства варикапов и их возможности дело благодарное, но хлопотное! Рассмотрим, вкратце, принципы работы варикапа. Его (варикапа) емкость изменяется в зависимости от ширины запорного слоя. Это часть объема кристалла, свободная от подвижных зарядов и расположенная между р— и n-областями.

Ширина запорного слоя зависит от величины напряжения обратного смещения, подаваемого на диод, что ведет к изменению его емкости.

Зависимость емкости запорного слоя кремниевых варикапов от напряжения смещения определяется соотношением:

где С — емкость, пФ; К — постоянная величина; Е_упр — внешнее управляющее напряжение, приложенное к переходу; U₀ — контактная разность потенциалов перехода, равная 0,8–0,9 вольта; n — 0,45.

«А»: А как в таком случае подсчитать коэффициент перекрытия варикапа по емкости?

«С»: Да вот, хотя бы по этой формуле:

Далее, в нашем небольшом, но заботливо и со вкусом пополняемом справочнике мы приведем конкретные типы варикапов, их параметры и рекомендуемые варианты применения. Но следует обязательно отметить, что в рабочем диапазоне частот варикапа имеется область, в которой с ростом частоты ВОЗРАСТАЕТ его добротность!

Это уникальный момент, который не имеет аналога в конденсаторах переменной емкости!

«Н»: А вы можете привести еще примеры недетекторного использования диодов?

«С»: Да сколько угодно! Вот один из примеров… На структурной схеме нашего будущего приемника показан АТТЕНЮАТОР. Так вот, есть очень своеобразные диоды, которые используются в ВЧ-аттенюаторах в качестве РЕГУЛИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА!

«А»: Что, прямо в ВЧ-тракте!? И они не искажают сигнал?

«С»: Эти специальные кремниевые диоды имеют, так называемую, р-i-n-структуру. Малое сопротивление р-i-n-диода в открытом состоянии позволяет включать его между входным контуром и входом УВЧ в качестве регулируемого аттенюатора без существенного увеличения коэффициента шума.

Поэтому в области частот KB-диапазона р-i-n-диод можно рассматривать, как эквивалент переменного резистора.

p-i-n-диод отличается от обычного диода с р-n-переходом тем, что между областями с проводимостью Р и N находится слой полупроводникового материала, характеризующегося собственной проводимостью, так называемый i-слой (intrinsic — собственный, внутренний). Этот слой имеет очень малое содержание примесей и поэтому обладает большим удельным сопротивлением. При нулевом смещении объемное сопротивление слоя с собственной проводимостью составляет обычно 7—10 КОм.

Изменение величины объемного сопротивления в зависимости от ИЗМЕНЕНИЯ ПРЯМОГО ТОКА описывается формулой:

R_i= 26/I^0.87

«А»: Я не знал о существовании подобных компонентов, потому что в отечественной бытовой аппаратуре они мне еще не встречались.

«С»: Ничего удивительного! А если при этом учесть, сколько видов диодов мы вообще исключили из рассмотрения… Туннельные, обращенные, переключательные, IMPATT, TRAPPAT… Динисторы, стабисторы, магнитодиоды и прочая, и прочая…

«Н»: А почему исключили?

«С»: По единственной причине — они не будут применены в схеме нашего приемника! Но, друзья мои, осталось еще несколько разновидностей диодов, которые мы рассмотрим при нашей следующей встрече. И без которых мы действительно не сможем обойтись!

Тиристоры и диоды | Festima.Ru

Товары для хобби

Таблица Список Лента

В оcнoвном всe новое. Цена oт 200 рублeй за штуку. Oтпpавкa по Рoсcии. Tиpиcтoр высокочаcтотный ТЧ80 (3 шт. нoвыe) 400 р. Лaвинный тиpиcтop ПTЛ-100 (1 шт. встречаетcя рeдкo) 400 p. TИPИCТOР cиловoй BKДУ-150 (1 шт) 350 р. Тиpистор cиловoй T50-3 (1 шт.) 250 р. Тиpиcтop BKДУ 50 (14 шт) 200 p. Tиpистop ПTЛ50 -7 (1 шт) 350 p. Тиристор ПТЛ50 -5 (1 шт) 350 р. Диод силовой ВЛ 200 (2 шт. новые) 400 р. Диод силовой ВК2 200 (4шт.) 350 р. Диод силовой В 50 (6 шт.) 200 р. Диод силовой В 200 (2 шт.) 350 р. Диод силовой ВКДМ 25 (1 шт.) 200 р.

Мы нашли это объявление 3 года назад
Нажмите Следить и система автоматически будет уведомлять Вас о новых предложениях со всех досок объявлений

Перейти к объявлению

Тип жалобы ДругоеНарушение авторских правЗапрещенная информацияОбъявление неактульноПорнографияСпам

Комментарий

Показать оригинал

Адрес (Кликните по адресу для показа карты)

Калуга

Еще объявления

Б\у, рабочие. В наличие — 5 шт. Цена за шт.

17 дней назад Источник

❗ 1 ШТ = 150Р Д161-250 Т161-160 ВЛ10-11 Т132-25-13-4 Т132-40-12-4 Т2-12-5-542 ВЛ10-11 (зелёные) Есть доставка ❗ОТОШЛЮ ПОЧТОЙ ИЛИ АВИТО ПО 100 % ОПЛАТЕ

22 дня назад Источник

Полупроводниковые приборы. Диоды выпрямительные, стабилитроны, тиристоры: Справочник / А. Б. Гитцевич, А. А. Зайцев, В. В. Мокряков и др. Под ред. А. В. Голомедова. — М.: Радио и связь, 1989 — 528 с; ил.

29 дней назад Источник

Полностью в рабочем состояние, описание по фото. Диод силовой Диоды силовые . Тиристоры

месяц назад Источник

1. Справочное пособие «Отечественные и зарубежные магнитофоны: схемы, ремонт» Минск. Беларусь. 1994. 617 с., илл. твердый переплет, обычный формат. Состояние книги хорошее, есть легкие повреждения обложки. . «В справочнике приведено описание электрических схем новейших магнитофонов отечественного и зарубежного производства. Даны рекомендации по их ремонту, настройке, измерению основных параметров. Представлен обширный справочный материал по транзисторам и микросхемам, их цоколевки и схемам включения, так необходимым при ремонте указанных магнитофонов. Справочник необходим для радиолюбителей и мастеров по ремонту радиоаппаратуры. » 2. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник. под редакцией Н.Н.Горюнова. Издание третье, переработанное. М. Энергоатомиздат. 1987. 744 с. Твердый переплет, обычный формат. Отличное состояние. 400 р. Приведены электрические параметры, габаритные размеры, предельные эксплуатационные данные и другие характеристики отечественных серийно выпускаемых полупроводниковых диодов, тиристоров, светодиодов и оптронов широкого применения. Для широкого круга специалистов по электронике, автоматике, измерительной и вычислительной технике, занимающихся разработкой, эксплуатацией и ремонтом радиоэлектронной аппаратуры 3. Бродский М. А. Цветные телевизоры. 2-е издание, Минск. Выш. шк. 1994. 271 c. твердый переплет. ил. Отличное состояние. 200 р. Рассматриваются принципиальные электрические схемы телевизоров третьего ЗУСЦТ и четвертого 4УСЦТ поколений, в том числе и двухсистемных, ПАЛ — СЕКАМ. Большое внимание уделяется описанию неисправностей, возникающих в модулях и кассетах при эксплуатации бытовой телеаппаратуры, и способам их устранения. Даны рекомендации по настройке и регулировке модулей и кассет, а также кинескопов с самосведением электронных лучей.

месяц назад Источник

Справочники Радио и связь Литература для радиолюбителей 1 фото — любой справочник 350 руб 2 фото — любой справочник 200 руб 1. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности. 2. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности. 3. Полупроводниковые приборы. Диоды выпрямительные. Стабилитроны. Тиристоры. 4. Полупроводниковые приборы. Диоды высокочастотные. Диоды импульсные. Оптоэлектронные приборы. 5. Электромагнитные устройства РЭА 6. Носители магнитной записи. 7. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры. 8. Большие интегральные схемы запоминающих устройств. 9. Узлы телевизионных приёмников. 10. Интегральные микросхемы производства СССР и их зарубежные аналоги. 11. Микросхемы для бытовой радио аппаратуры. 12. Индуктивные элементы радиоэлектронной аппаратуры. 13. Аналоги отечественных и зарубежных транзисторов.

2 месяца назад Источник

Тиристоры силовые ТС 160 -11 шт., Цена за 1 шт.

2 месяца назад Источник

Авторы: В. Я. Замятин, Б. В. Кондратьев, В. М. Петухов Состояние отличное, практически идеальное. Тираж: 75000 экз., издание 1987 года, издательство «Радио и связь» Есть Авито Доставка!

2 месяца назад Источник

Тиристоры Т2-12-8-642. Новые. Количество — 3 штуки. Стоимость указана за 1 штуку.

5 месяцев назад Источник

Тиристоры силовые, новые, для сварочных аппаратов, импульсных точечной сварки и прочего, ТС-161-160, пересыл почтой или авито без проблем. Цена за штуку.

5 месяцев назад Источник

Тиристоры Т133-320 6шт. Рабочие. Можно приобрести поштучно. Цена указана за 1 штуку.

7 месяцев назад Источник

Тиристоры 40А 1000В польские Т 00-40-512 5шт Диод ВЛ25-11 6 шт

7 месяцев назад Источник

Книги в очень хорошем состоянии! Цена за 1 книгу. Продам справочники по полупроводниковым приборам под общей редакцией Н.Н.Горюнова: 1. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник. Энергоатомиздат 1982 г. 904 с. с ил. 2. Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник. Энергоиздат 1982 г. 744 с. с ил. Ещё больше книг, смотрите в моём профиле. Подписывайтесь.

9 месяцев назад Источник

СПРАВОЧНИК Полупроводниковые приборы: диоды тиристоры оптоэлектронные приборы ред. Н.Н. Горюнов М. ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1984

9 месяцев назад Источник

СПРАВОЧНИК Полупроводниковые приборы: диоды тиристоры оптоэлектронные приборы ред. Н.Н. Горюнов М. ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1984

9 месяцев назад Источник

Справочники и учебные пособия по электронике Издательство «Энергоатомиздат» 1. Полупроводннковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник. 2. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник. 4. Зарубежные интегральные микросхемы для промышленной электронной аппаратуры. Справочник. 6. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы. Справочник. 7. Интегральные микросхемы. Справочник. 9. Справочное пособие по цифровой электронике. 10. Измерение электрических и неэлектрических величин. Издательство «Радио и Связь» 11. Электрические соединители. Справочник. 12. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения. Справочник. 13. Большие интегральные схемы запоминающих устройств. Справочник. 14. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник. 15. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры. Справочник. 16. Протоколы информационно-вычислительных сетей. Справочник. 17. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. Справочник. 18. Источники электропитания РЭА. Справочник 19. Отечественные полупроводниковые приборы и их зарубежные аналоги. Справочник. Разные издательства. 20. Справочник по интегральным микросхемам. 21. Популярные цифровые микросхемы. 24 Биполярные микросхемы для интерфейсов систем автоматического управления. 25. Справочник радиолюбителя-конструктора. 26. Краткий справочник конструктора РЭА. 27. Вычислительные устройства на микросхемах. Справочник. 28. Интегральная электроника в измерительных устройствах. 29. Датчики измерительных систем. Книги 1 и 2. 31. Бесконтактные электрические машины. 32. Электрические машины и микромашины. 33. Радиоприемные устройства. Состояние хорошее. Цена договорная, недорого. Общаться лучше по телефону

9 месяцев назад Источник

Где не написано что новое, демонтаж Д161-320-7 6шт 250₽ шт Т171-250-73-42 6шт 500₽ шт Т143-500 1шт 500₽ ТЧ100-7-365 1шт 200₽ ТД-320Б-9-070-422 1шт 700₽ ТЛ2-160-8 новый 1шт 500₽ В200-14 2шт 400₽ шт В50-8 6шт 170₽ шт В14-200Х-12 3шт 250р шт Т10-63 7шт 120₽ шт Если берёте всё сразу, сделаю скидку.

10 месяцев назад Источник

Kниги cтaренькиe, потpёпанные, местaми нужна пpоклeйка, но для нaстoящих рaдиoлюбитeлeй, этo абсолютнo нe пoмехa! И чacть книг в хopошeм состояние. Цена за любую книгу 200p. Moгу отправить в вaш pегион минимaльнaя oтпpавка oт 400p. Aвито дocтавку и налoженным платежом нe делаю. Услуги пoчты или TK, включaя упaкoвку, пpоплaчивает покупатель. Список книг — то что ещё осталось: 1) Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам Автор: Ред. Н.Н.Горюнов, А.Ю. Клейман, Н.Н.Комков г.Москва Издательство «Энергия» 1977г 2) Радиолюбительские схемы на ИС типа 555 Автор Р.Трейстер г.Москва. издательство «Мир» 1988г 3) Малогабаритная радиоаппаратура Справочник радиолюбителя Р.М.Терещук, К.М.Терещук, … г.Киев Издательство «НАУКОВА ДУМКА» 1971 год. 4) Радиоэлектронные устройства: Справочник Серия: Массовая радиобиблиотека. Автор Горошков, Б.И. 5) Справочник Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры. Авторы: В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, В.М. Петухов г.Москва. издательство «Радио и связь» 1988г. 6) Справочник Мощные полупроводниковые приборы: Диоды. Авторы: Бородин Б. А., Кондратьев Б. В. и др. г.Москва. издательство «Радио и связь» 1985г. 7) Справочник Интегральные микросхемы Авторы:Б.В. Тарабрин, Л.Ф. Лунин, Ю.Н. Смиронов и др. г.Москва. издательство «Радио и связь» 1984 г. 8) Справочник Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Авторы: М.И.Богданович, И.Н.Грель, В.А.Прохоренко, В.В.Шалимо г.Минск Издательство «Беларусь» 1991г. 9) Справочник Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА Авторы: Н. Н. Акимов, Е. П. Ващуков, В. А. Прохоренко, Ю. П. Ходоренок г.Минск Издательство «Беларусь» 1994г. 10) МРБ Популярные цифровые микросхемы Автор: Шило Валерий Леонидович г.Москва. издательство «Радио и связь» 1987г. 11) Справочник Полупроводниковые приборы. Диоды высокочастотные. Диоды импульсные. Оптоэлектронные приборы Под редакцией Голомедова А. В. г.Москва. издательство «Кубк-а» 1994г. 12) Справочник. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности. — Продана 13) Справочник Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры Авторы: И.В. Новаченко, В.А.Телец г.Москва. «Радио и связь» 1991г. 14) Путеводитель по журналу «Радио». 1973-1979 г.Москва. Издательство ДОСААФ СССР 1980г. 15) Путеводитель по журналу РАДИО 1980-1985 гг. г.Москва. Издательство ДОСААФ СССР 1988г. 16) Путеводитель по выпускам «В помощь радиолюбителю» г.Москва. Издательство ДОСААФ СССР 1988г. 17) Справочник изобретателя и рационализатора. Вопросы и ответы Автор: Безсонов Николай Владимирович г.Москва. Издательство «Профиздат» 1985г. 18) Книга Заявка на изобретение, выпуск 4 авторы: Г.Н.Анисов, И.И.Кичкин, Н.М.Мадатов, Э.П.Скорняков г.Москва ЦНИИПИ 1978г. Остальная литература продана.

год назад Источник

Печaтнaя плaта для cбoрки (Пинцета) транзиcтоp тестeра Маpкусa Уcтpoйcтво имеет нeбoльшиe габаpиты, нecложнo для пoвтоpения, с хоpoшeй тoчнoстью измeряет большинcтвo радиoэлeмeнтов: NPN транзисторы PNP транзиcторы N-кaнaльныe-oбoгащенныe MОSFEТ Р-канальные-обогащенные МОSFЕТ N-канальные-обедненные МОSFЕТ Р-канальные-обедненные МОSFЕТ N-канальные JFЕТ Р-канальные JFЕТ Однопереходные и программируемые однопереходные транзисторы Тиристоры маломощные Симисторы маломощные Диоды кремниевые, германиевые, Шоттки, светодиоды Стабилитроны с обратным напряжением пробоя <4. 5В Двухкатодные сборки диодов Двуханодные сборки диодов Два последовательно соединенных диода Диоды симметричные Резисторы — диапазон от 0 до 50М, максимальное разрешение 0,01ом Конденсаторы — диапазон от 0,5рF до 100000uF [nF, uF, mF],максимальное разрешение 0,01рF ЕSR в диапазоне 90nF — 100000uF, максимальное разрешение 0,01ом Измерение потерь Vlоss% в диапазоне 5nF — 100000uF, максимальное разрешение 0,01ом Индуктивность (L) в диапазоне 0.1мкГн — 20Гн, максимальное разрешение 0,01мкГн Кварцы от 1 до 13МГц, в том числе и трехногие с встроенными конденсаторами, керамические кварцы измеряет от 0.4МГц, более высокочастотные кварцы на частоте 1-й гармоники. На экран также выводится символьное обозначение элемента и его цоколевка. Готов отправить почтой за 4 шт готов отдать за 600

год назад Источник

продам тиристоры тл2-200 8 класс и тиристоры тчи 100.

год назад Источник

Внимание! Festima.Ru является поисковиком по объявлениям с популярных площадок. Мы не производим реализацию товара, не храним изображения и персональные данные. Все изображения принадлежат их авторам Отказ от ответственности

Что происходит при последовательном соединении стабилитронов?

Ключевые выводы

• Стабилитроны

  могут быть размещены последовательно или параллельно с другими элементами схемы, в которую входят другие стабилитроны.

• При последовательном подключении стабилитронов распределение тока и напряжения будет подчиняться законам Кирхгофа, и вы можете получить определенное соотношение для распределения напряжения и тока в ваших диодах.

• Стабилитроны серии

  Back-to-back обеспечивают некоторые полезные характеристики в цепях переменного тока благодаря их выпрямляющим свойствам.

Эти стабилитроны можно соединить последовательно.

Зенеровские диоды — это фундаментальные полупроводниковые устройства, используемые во многих интегральных схемах. Эти компоненты просты, поскольку обеспечивают выпрямление с высокой крутизной при прямом смещении. Они могут производиться серийно для использования в ряде систем и могут использоваться как отдельные компоненты. В некоторых схемах вы можете захотеть воспользоваться выпрямительным поведением стабилитронов, включенных последовательно, чтобы обеспечить некоторое полезное электрическое поведение. Если это сделано в ваших схемах, как последовательное расположение стабилитронов влияет на электрические характеристики?

Ответ зависит от того, как последовательно расположены стабилитроны — впритык или впритык. Когда вы последовательно размещаете стабилитроны таким образом, вы можете использовать некоторые простые приложения законов Кирхгофа и закона Ома для определения распределения напряжения и тока в последовательном расположении. Вот когда вы можете столкнуться с диодами Зенера, включенными последовательно, и как различные схемы влияют на распределение тока и напряжения в последовательной цепи.

Последовательное соединение стабилитронов

Как и другие элементы схемы, несколько стабилитронов могут быть соединены последовательно. Существует два типа последовательного соединения диодов. Сквозные схемы располагаются последовательно с катодами, обращенными друг к другу, или с обращенными друг к другу анодами. В этом случае один стабилитрон будет смещен в прямом направлении, а другой — в обратном. В сквозной схеме катод одного диода соединен с анодом другого диода, поэтому оба будут смещены в прямом направлении или оба будут смещены в обратном направлении.

Последовательно соединенные сквозные и встречно-параллельные вольт-амперные диоды.

Эффекты выпрямления в каждом последовательном диоде будут определять, как напряжение порождает ток в этой схеме. Если вы посмотрите на уравнение тока стабилитрона, выпрямительное поведение стабилитрона вызывает насыщение тока в обоих направлениях в встречно-параллельном стабилитроне. Другими словами, поскольку один диод всегда смещен в обратном направлении, ток будет ограничен током насыщения даже в диоде с прямым смещением. Этого не происходит при сквозном расположении, и его вольтамперная кривая будет выглядеть точно так же, как типичная вольтамперная кривая для одиночного стабилитрона. На приведенном ниже графике показано, как сравниваются токи в приведенных выше схемах «спина к спине» и «конец в конец».

Сквозная и встречная зависимость ток-напряжение для последовательно включенных стабилитронов.

Поскольку характеристики тока и напряжения сквозных диодов очень похожи на характеристики одиночного диода, нам не нужно проводить дополнительные исследования. Используя закон напряжения Кирхгофа и закон Ома, вы можете показать, что падения напряжения на каждом диоде в сквозной конфигурации равны, если диоды имеют одинаковый коэффициент идеальности и ток насыщения. Для встречно-параллельных диодов это не так, как мы увидим ниже.

Напряжение и ток в встречно-параллельных диодах

Чтобы понять, почему такое поведение насыщения возникает при встречно-параллельном расположении диодов, нам нужно посмотреть на распределение тока и напряжения в двух диодах, используя законы Кирхгофа и Закон Ома. Когда встречно-параллельные одинаковые стабилитроны последовательно подключены к источнику постоянного напряжения, происходит следующее:

1. Диод с обратным смещением работает в режиме насыщения, поэтому он имеет самый высокий импеданс, а диод с прямым смещением имеет самый низкий импеданс (согласно закону Ома).

2. Поскольку диод с обратным смещением имеет самый высокий импеданс, он имеет самое большое падение напряжения, что ограничивает ток, создаваемый диодом с прямым смещением (согласно закону напряжения Кирхгофа).

3. Поскольку напряжение, подаваемое на пару диодов, продолжает увеличиваться, ток в цепи приближается к току насыщения (согласно закону тока Кирхгофа).

В общем случае можно определить падение напряжения на каждом диоде, взглянув на токи насыщения и коэффициенты идеальности для каждого диода, установленного встречно-параллельно. Если вы используете закон Кирхгофа для тока, вы можете определить падение напряжения на диоде VB, смещенном в обратном направлении, и на диоде VF, смещенном в прямом направлении. Это определяется в приведенном ниже уравнении:

Напряжение обратного и прямого смещения в встречно-параллельном стабилитроне.

Это хорошо обобщает поведение постоянного тока и напряжения двух последовательно соединенных стабилитронов при включении встречно-параллельно: распределение напряжения полностью определяется коэффициентом идеальности диода, смещенным в прямом направлении, и токами насыщения в обоих диодах. диоды. Обратите внимание, что это поведение относится ко всем последовательно включенным диодам, а не только к последовательно включенным стабилитронам. Отличие последовательно включенных стабилитронов от некоторых других диодов заключается в их напряжении пробоя и обратном токе при пробое, а вольт-амперные характеристики будут напоминать те, которые наблюдаются у одиночного диода при пробое.

Ограничение переменного тока в встречно-параллельных диодах

Поведение выпрямителя, наблюдаемое в одиночных диодах с обратным смещением, вызывает насыщение сигнала переменного тока, что затем ограничивает ток, который может быть направлен в цепь при обратном смещении; это основа для выпрямительных мостов. Если вы используете встречно-параллельное последовательное расположение стабилитронов, вы можете создать ограничитель тока, обеспечивающий обрезание волны переменного тока.

Эффект выпрямления в встречно-параллельном диоде можно использовать для создания схемы ограничения. В приведенном ниже примере показан ограничитель с входной синусоидой 20 Гц. Выходной сигнал берется через последовательное расположение диодов и отображается во временной области, как показано на схеме и графике ниже.

Цепь стабилитрона с двойным ограничением.

Если у вас есть доступ к пакету SPICE, вы можете использовать стандартные модели диодов для построения графика, подобного показанному выше. Это делается с помощью анализа переходных процессов, который покажет вам изменение переменного тока в цепи во временной области, когда ток управляется переменным напряжением. Это имитирует поведение стабилизатора напряжения на основе стабилитрона, распространяя выпрямление на положительные и отрицательные части формы входного сигнала переменного тока. Затем вы можете подать этот обрезанный сигнал в другую схему, например компаратор, для генерации чистой прямоугольной волны.

После того, как вы разработали схемы с последовательными диодами Зенера, вы можете использовать лучшее программное обеспечение для компоновки печатных плат и проектирования, чтобы зафиксировать свои проекты в качестве исходной компоновки печатной платы. Allegro PCB Designer включает в себя функции, необходимые для компоновки плат для любого приложения. Затем вы можете использовать инструменты анализа Cadence для моделирования и анализа поведения вашей силовой электроники.

Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов.

 

Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.

Подпишитесь на Linkedin Посетить сайт Больше контента от Cadence PCB Solutions

Загрузка, подождите

Ошибка — что-то пошло не так!

Хотите последние новости о печатных платах?
Подпишитесь на нашу ежемесячную рассылку новостей

Спасибо!

Как использовать стабилитроны

AN008 — Как использовать стабилитроны

Продукция Elliott Sound

АН-008

Род Эллиотт (ESP)
Обновлено в декабре 2021 г.

---

Основной индекс Приложение. Примечания Индекс

---

О Zeners Стабилитроны

очень часто используются для основных задач регулирования напряжения. Они используются как дискретные компоненты, а также в ИС, требующих опорного напряжения. Диоды Зенера (также иногда называемые диодами опорного напряжения) действуют как обычные кремниевые диоды в прямом направлении, но рассчитаны на пробой при определенном напряжении при воздействии обратного напряжения.

Это делают все диоды, но обычно при непредсказуемом и слишком высоком напряжении для обычных задач регулирования напряжения. В стабилитронах используются два различных эффекта…

• Ударная ионизация (также называемая лавинным пробоем) — положительный температурный коэффициент
• Пробой Зенера — отрицательный температурный коэффициент

При напряжении ниже 5,5 В преобладает эффект Зенера, а при напряжении 8 В и выше преобладает лавинный пробой. Хотя я не собираюсь вдаваться в подробности, в Сети есть много информации (см. Ссылки) для тех, кто хочет узнать больше. Поскольку эти два эффекта имеют противоположные тепловые характеристики, стабилитроны при напряжении, близком к 6 В, обычно имеют очень стабильные характеристики по отношению к температуре, поскольку положительный и отрицательный температурные коэффициенты компенсируются.

Очень высокая термическая стабильность может быть достигнута путем последовательного включения стабилитрона с обычным диодом. Здесь нет жестких и быстрых правил, и обычно требуется выбор устройства, чтобы комбинация была максимально стабильной. Для работы с диодом можно выбрать стабилитрон на 7-8 В, чтобы компенсировать температурный дрейф. Излишне говорить, что переходы диода и стабилитрона должны находиться в тесном тепловом контакте, иначе компенсация температуры не будет успешной.

Стабилитрон — это уникальное полупроводниковое устройство, которое в отличие от любого другого компонента удовлетворяет многим различным требованиям. Аналогичным устройством (которое по сути является специализированным стабилитроном) является диод TVS (ограничитель переходного напряжения). Однако, в отличие от стабилитронов, существует несколько альтернатив TVS-диодам. ИС прецизионного опорного напряжения можно рассматривать как аналогичные стабилитронам, но это не так — это ИС, использующие опорную запрещенную зону (обычно около 1,25 В). Это ИС, содержащие множество внутренних частей. Стабилитрон представляет собой цельную деталь с одним PN-переходом.

---

Использование стабилитронов

По непонятным мне причинам в Инете почти нет информации по именно как пользоваться стабилитроном. Вопреки тому, что можно было бы ожидать, существуют ограничения на правильное использование, и если их не соблюдать, производительность будет намного хуже, чем ожидалось. На рис. 1 показаны стандартные характеристики стабилитрона, но, как и почти на всех подобных диаграммах, важная информация опущена.

Рис. 1. Проводимость стабилитрона

Так чего не хватает? Важная часть, которую легко упустить, состоит в том, что наклон участка разбивки равен , а не прямой линии . У стабилитронов есть так называемое «динамическое сопротивление» (или импеданс), и это следует учитывать при разработке схемы с использованием стабилитрона. Стандартные (выпрямительные) диоды ничем не отличаются, за исключением того, что важно их динамическое сопротивление, когда они смещены вперед или .

Фактическое напряжение, при котором начинается пробой, называется изломом кривой, и в этой области напряжение весьма нестабильно. Он довольно сильно меняется при небольших изменениях тока, поэтому важно, чтобы стабилитрон работал выше колена, где наклон наиболее линейный.

В некоторых спецификациях указывается значение динамического сопротивления, которое обычно указывается на уровне около 0,25 от максимального номинального тока. Динамическое сопротивление может составлять всего пару Ом при таком токе, при этом напряжение стабилитрона около 5-6 В дает наилучший результат. Обратите внимание, что это также совпадает с лучшими тепловыми характеристиками.

Это все хорошо, но что такое динамическое сопротивление? Это просто «кажущееся» сопротивление, которое можно измерить, изменив ток. Это лучше всего объяснить на примере. Предположим, что для конкретного стабилитрона указано динамическое сопротивление 10 Ом. Если мы изменим ток на 10 мА, напряжение на стабилитроне изменится на …

В = R × I   = 10 Ом × 10 мА = 0,1 В (или 100 мВ)

Таким образом, напряжение на стабилитроне изменится на 100 мВ при изменении тока на 10 мА. Хотя это может показаться не таким уж большим, например, для стабилитрона на 15 В, это все же представляет собой значительную ошибку. По этой причине стабилитроны в схемах регуляторов обычно питаются от источника постоянного тока или через резистор от регулируемого выхода. Это сводит к минимуму изменение тока и улучшает регулирование.

В спецификациях производителей часто указывается динамическое сопротивление как при колене, так и при заданном токе. Стоит отметить, что в то время как динамическое сопротивление стабилитрона может составлять всего 2-15 Ом при 25% от максимального тока (в зависимости от напряжения и номинальных мощностей), оно может быть более 500 Ом на колене, как и у стабилитрона. стабилитрон начинает ломаться. Фактические цифры зависят от напряжения пробоя: высоковольтные стабилитроны имеют гораздо более высокое динамическое сопротивление (на всех участках кривой пробоя), чем низковольтные. Точно так же детали с большей мощностью будут иметь более низкое динамическое сопротивление, чем версии с меньшей мощностью (но требуют большего тока для достижения стабильной рабочей точки).

Наконец, полезно посмотреть, как определить максимальный ток для стабилитрона, и установить эмпирическое правило для оптимизации тока для достижения наилучшей производительности. В спецификациях стабилитрона обычно указан максимальный ток для различных напряжений, но его можно очень легко вычислить, если у вас нет спецификации под рукой …

I = P / V    где I = ток, P = номинальная мощность стабилитрона и V = номинальное напряжение стабилитрона.

Например, стабилитрон 27 В 1 Вт может выдерживать максимальный непрерывный ток …

I = 1/27 = 0,037 А = 37 мА (при 25°C)

Как отмечено в примечании к приложению «Транзисторный стабилитрон» (AN-007), для оптимальной работы стабилитрона лучше всего поддерживать ток на максимальном уровне 0,5 от номинального тока, поэтому стабилитрон 27 В/1 Вт не должен работать при токе более 18 мА. Идеальным является 20-30% от максимума, так как это сводит к минимуму потери энергии, поддерживает разумную температуру стабилитрона и гарантирует, что стабилитрон работает в пределах наиболее линейной части кривой. Если вы посмотрите на таблицу данных стабилитрона ниже, вы увидите, что испытательный ток обычно составляет от 25% до 36% от максимального продолжительного тока. Мудрый читатель поймет, что этот диапазон был выбран, чтобы показать диод в наилучшем свете, и, следовательно, это рекомендуемый рабочий ток.

Хотя в этом нет ничего сложного, это показывает, что в (не очень) скромном стабилитроне есть нечто большее, чем новички (а также многие профессионалы) склонны осознавать. Только понимая компонент, который вы используете, вы можете добиться от него наилучшей производительности. Конечно, это относится не только к стабилитронам — большинство (так называемых) простых компонентов имеют характеристики, о которых многие люди не подозревают.

Помните, что стабилитрон во многом похож на обычный диод, за исключением того, что он имеет определенное обратное напряжение пробоя, которое намного ниже, чем у любого стандартного выпрямительного диода. Зенера всегда подключается с обратной полярностью по сравнению с выпрямительным диодом, поэтому катод (клемма с полосой на корпусе) подключается к самой положительной точке цепи.

---

Зажимы Зенера

Часто необходимо применять фиксатор, чтобы предотвратить превышение переменного напряжения заданного значения. На рис. 2 показаны два способа, которыми вы можете попытаться это сделать. Первый явно неправильный — пока он будет работать как фиксатор, пиковое выходное напряжение (на стабилитронах) будет всего 0,65В. Стабилитроны действуют как обычные диоды с обратной полярностью, поэтому первая цифра идентична паре обычных диодов.

Рис. 2. Зажим переменного тока с стабилитроном

В первом случае оба стабилитрона будут вести себя как обычные диоды, потому что напряжение стабилитрона никогда не может быть достигнуто. Во втором случае фактическое фиксированное напряжение будет на 0,65 В выше, чем напряжение стабилитрона из-за последовательного диода. Таким образом, стабилитроны на 12 В будут фиксироваться на уровне около 12,65 В — R1 предназначен для ограничения тока до безопасного значения для стабилитронов, как описано выше.

Важно помнить, что стабилитроны идентичны стандартным диодам ниже их напряжения стабилитрона — на самом деле в качестве стабилитронов можно использовать обычные диоды. Фактическое напряжение пробоя обычно намного выше, чем обычно полезное, и каждый диод (даже из одного и того же производственного цикла) будет иметь различное напряжение пробоя, которое обычно слишком велико, чтобы быть полезным.

---

Данные стабилитрона

Приведенные ниже данные довольно типичны для стабилитронов мощностью 1 Вт в целом и показывают напряжение стабилитрона и одну из самых важных величин — динамическое сопротивление. Это полезно, потому что говорит вам, насколько хорошо стабилитрон будет регулироваться, и (с небольшими расчетами) какие пульсации вы получите, когда стабилитрон питается от типичного источника питания. Пример расчета показан ниже.

Если вы хотите измерить динамическое сопротивление для себя, это довольно легко сделать. Во-первых, используйте ток около 20% от номинального максимума от регулируемого источника питания через подходящий резистор. Измерьте и запишите напряжение на стабилитроне. Теперь увеличьте ток, скажем, на 10 мА для стабилитронов менее 33 В. Вам нужно будет использовать меньшее увеличение тока для типов с более высоким напряжением. Снова измерьте напряжение стабилитрона и отметьте точное увеличение тока.

Например, вы можете измерить следующее …

Напряжение стабилитрона = 11,97 В при 20 мА
Напряжение стабилитрона = 12,06 В при 30 мА
ΔV = 90 мВ, ΔI = 10 мА
R = ΔV / ΔI = 0,09 / 0,01 = 9 Ом

Этот процесс можно использовать с любым стабилитроном. Вам просто нужно отрегулировать ток, убедившись, что начальный и конечный испытательные токи находятся в пределах линейной части характеристики стабилитрона. Точность зависит от точности вашего испытательного оборудования, и важно убедиться, что температура стабилитрона остается стабильной во время теста, иначе вы получите неправильный ответ из-за теплового коэффициента стабилитрона. Если это вообще возможно, испытания должны быть очень короткими с использованием импульсов, но это очень сложно без специального оборудования.

Следующие данные являются полезным кратким справочником по стандартным стабилитронам мощностью 1 Вт. Основная информация взята из технического паспорта Semtech Electronics для стабилитронов серии 1N47xx. Обратите внимание, что суффикс «A» (например, 1N4747A) означает, что допуск составляет 5 %, а стандартный допуск обычно составляет 10 %. Напряжение Зенера измеряется в условиях теплового равновесия и испытаний постоянным током при указанном испытательном токе (I _zt ).

Обратите внимание, что 6,2-вольтовый стабилитрон (1N4735) имеет самое низкое динамическое сопротивление из всех показанных и, как правило, также имеет близкий к нулю температурный коэффициент. Это означает, что это одно из лучших значений для использования там, где требуется довольно стабильное опорное напряжение. Поскольку это такое полезное значение, оно выделено в таблице. Если вам нужно действительно стабильное опорное напряжение, тогда не используйте стабилитрон, а вместо этого используйте специальную прецизионную микросхему опорного напряжения. Или вы можете использовать одну из схем, показанных ниже — вы можете получить удивительно высокую стабильность с помощью правильных методов.

Тип	В Z (ном.)	I Zt мА	R Zt Ом при Испытательный ток	R Z Ом при Ток колена	Колено Ток (мА)	Утечка мкА	Утечка Напряжение	Пик Ток (мА)	Прод. Current (mA)
1N4728	3.3	76	10	400	1	150	1	1375	275
1N4729	3.6	69	10	400	1	100	1	1260	252
1N4730	3.9	64	9.0	400	1	100	1	1190	234
1N4731	4.3	58	9.0	400	1	50	1	1070	217
1N4732	4.7	53	8.0	500	1	10	1	970	193
1N4733	5.1	49	7.0	550	1	10	1	890	178
1N4734	5. 6	45	5.0	600	1	10	2	810	162
1N4735	6.2	41	2.0	700	1	10	3	730	146
1N4736	6.8	37	3.5	700	1	10	4	660	133
1N4737	7.5	34	4.0	700	0.5	10	5	605	121
1N4738	8.2	31	4.5	700	0.5	10	6	550	110
1N4739	9.1	28	5.0	700	0.5	10	7	500	100
1N4740	10	25	7. 0	700	0.25	10	7.6	454	91
1N4741	11	23	8.0	700	0.25	5	8.4	414	83
1N4742	12	21	9.0	700	0.25	5	9.1	380	76
1N4743	13	19	10	700	0.25	5	9.9	344	69
1N4744	15	17	14	700	0.25	5	11.4	304	61
1N4745	16	15.5	16	700	0.25	5	12.2	285	57
1N4746	18	14	20	750	0. 25	5	13.7	250	50
1N4747	20	12.5	22	750	0.25	5	15.2	225	45
1N4748	22	11.5	23	750	0.25	5	16.7	205	41
1N4749	24	10.5	25	750	0.25	5	18.2	190	38
1N4750	27	9.5	35	750	0.25	5	20.6	170	34
1N4751	30	8.5	40	1000	0.25	5	22.8	150	30
1N4752	33	7.5	45	1000	0. 25	5	25.1	135	27
1N4753	36	7.0	50	1000	0.25	5	27.4	125	25
1N4754	39	6.5	60	1000	0.25	5	29.7	115	23
1N4755	43	6.0	70	1500	0.25	5	32.7	110	22
1N4756	47	5.5	80	1500	0.25	5	35.8	95	19
1N4757	51	5.0	95	1500	0.25	5	38.8	90	18
1N4758	56	4.5	110	2000	0. 25	5	42.6	80	16
1N4759	62	4.0	125	2000	0.25	5	47.1	70	14
1N4760	68	3.7	150	2000	0.25	5	51.7	65	13
1N4761	75	3.3	175	2000	0.25	5	56.0	60	12
1N4762	82	3.0	200	3000	0.25	5	62.2	55	11
1N4763	91	2.8	250	3000	0.25	5	69.2	50	10
1N4764	100	2.5	350	3000	0,25	5	76,0	45

00122 000122 2 00122 2 .

1. я _Zt = испытательный ток стабилитрона
2. R _Zt = динамическое сопротивление при указанном испытательном токе
3. R _Z = динамическое сопротивление при токе, указанном в следующем столбце (ток колена (мА))
4. Ток утечки = ток через стабилитрон ниже колена кривой проводимости стабилитрона при напряжении, указанном в следующем столбце (напряжение утечки).
5. Пиковый ток = максимальный неповторяющийся кратковременный ток (обычно < 1 мс)
6. Непрерывный ток = максимальный непрерывный ток при условии, что провода на расстоянии 10 мм от тела имеют температуру 25°C (на практике маловероятно)

Рис. 3. Снижение номинальных характеристик стабилитрона из-за температуры

Как и все полупроводники, стабилитроны должны быть снижены, если их температура превышает 25°C. Это всегда имеет место при обычном использовании, и если используются приведенные выше рекомендации, вам обычно не нужно беспокоиться. На приведенном выше графике показана типичная кривая снижения номинальных характеристик стабилитронов, и ее необходимо соблюдать для надежности. Как и любой другой полупроводник, если стабилитрон слишком горячий, чтобы до него можно было дотронуться, он горячее, чем должен быть. Уменьшите ток или используйте усиленный стабилитрон, описанный в AN-007.

Стабилитроны

можно использовать последовательно либо для увеличения допустимой мощности, либо для получения напряжения, которое иначе невозможно. Не используйте стабилитроны параллельно, так как они не будут распределять ток поровну (помните, что большинство из них имеют допуск 10%). Стабилитрон с более низким напряжением будет «поглощать» ток, перегреваться и выходить из строя. При последовательном использовании старайтесь, чтобы напряжение отдельных стабилитронов было близким к одному и тому же, так как это гарантирует, что оптимальный ток через каждый из них находится в оптимальном диапазоне. Например, использование стабилитрона на 27 В последовательно со стабилитроном на 5,1 В было бы плохой идеей, потому что оптимальный ток через оба не может быть легко достигнут.

---

Применение стабилитронов

Использование стабилитронов в качестве стабилизаторов достаточно просто, но есть некоторые вещи, которые вам нужно знать, прежде чем вы все подключите. Типичная схема показана ниже для справки и не предназначена для каких-либо конкретных целей — это просто пример. Обратите внимание, что если вам нужен двойной источник питания (например, ± 15 В), то схема просто дублируется для отрицательного источника питания, при необходимости меняя полярность стабилитрона и C1. Мы будем использовать стабилитрон мощностью 1 Вт, в данном случае 1N4744, диод 15 В. Максимальный ток, который мы хотели бы использовать, составляет примерно половину расчетного максимума (не более 33 мА). Минимально допустимый ток составляет около 10% (достаточно близко к 7 мА).

Рис. 4. Типовая схема стабилизатора Зенера

Во-первых, вам необходимо знать следующую информацию о предполагаемой схеме…

1. Напряжение источника — например, от источника питания усилителя мощности (включая любые пульсации напряжения)
2. Максимальное и минимальное значения напряжения источника — будет варьироваться в зависимости от напряжения сети, тока нагрузки и пульсаций
3. Желаемое регулируемое напряжение — желательно с использованием стандартного стабилитрона. Мы будем использовать 15В
4. Ток нагрузки — ожидаемый потребляемый ток схемы, питаемой от источника питания, регулируемого стабилитроном.

Когда у вас есть эта информация, вы можете определить последовательное сопротивление, необходимое для стабилитрона и нагрузки. Резистор должен пропускать достаточный ток, чтобы стабилитрон находился в пределах своей линейной области, но значительно ниже максимума, чтобы уменьшить рассеиваемую мощность. Если напряжение источника изменяется в широком диапазоне, может оказаться невозможным успешно использовать простой стабилитрон.

Предположим, что источник напряжения поступает от источника питания 35 В, используемого для усилителя мощности. Максимальное напряжение может достигать 38 В и падать до 30 В, когда усилитель мощности работает на полную мощность при низком сетевом напряжении. Между тем, предусилитель, которому требуется регулируемое питание, использует пару операционных усилителей и потребляет 10 мА. Вы хотите использовать источник питания 15 В для операционных усилителей. Это вся необходимая информация, так что мы можем сделать расчеты. Vs – напряжение источника, Is – ток источника, Iz – ток стабилитрона, I L — ток нагрузки, а Rs — сопротивление источника.

Iz (макс.) = 30 мА (наихудший случай, отсутствие нагрузки на источник питания и максимальное сетевое напряжение)
I L = 10 мА (ток, потребляемый операционными усилителями)
Is (макс.) = 40 мА (опять же, наихудший случай, общий ток от источника)

Из этого мы можем вычислить сопротивление Rs. Напряжение на Rs составляет 23 В, когда напряжение источника максимально, поэтому Rs должен быть …

Rs = Vs / I = 23/40м = 575 Ом

При минимальном напряжении источника на Rs будет всего 15В, поэтому нужно проверить, что тока стабилитрона еще хватит…

Is = V / R = 15 / 575 Ом = 26 мА
Iz = Is — I L = 26 мА — 10 мА = 16 мА

Если вычесть ток нагрузки (10 мА для ОУ), у нас останется ток стабилитрона 16 мА, поэтому регулирование будет вполне приемлемым, и стабилитрон не будет нагружен. 575 Ом не является стандартным значением, поэтому вместо него мы будем использовать резистор на 560 Ом. Нет необходимости пересчитывать все заново, потому что изменение небольшое, и мы позаботились о том, чтобы с самого начала проект был консервативным. Следующим шагом является вычисление мощности, рассеиваемой в исходном резисторе Rs … 9 для наихудшего случая.0007

Is = 23 В / 560 Ом = 41 мА P = Is² × R = 41 мА² * 560 Ом = 941 мВт

В этом случае было бы неразумно использовать резистор мощностью менее 2 Вт, но лучше использовать резистор с проволочной обмоткой на 5 Вт. Точно так же, как была рассчитана мощность резистора, рекомендуется перепроверить рассеяние стабилитрона в наихудшем случае. Можно отключить операционные усилители, и в этом случае стабилитрону придется поглощать все 41 мА, поэтому рассеиваемая мощность составит 615 мВт. Это выше, чем цель, установленная в начале этого упражнения, но находится в пределах рейтинга 1 Вт стабилитрона и никогда не будет проблемой в долгосрочной перспективе. Нормальное рассеивание в наихудшем случае составляет всего 465 мВт при подключенных операционных усилителях, и это вполне приемлемо.

На рис. 4 показан конденсатор емкостью 220 мкФ, подключенный параллельно стабилитрону. Это делает , а не заметной разницей в выходном шуме, потому что импеданс (иначе динамическое сопротивление) стабилитрона очень низкий. Мы использовали пример стабилитрона на 15 В, поэтому ожидаем, что его импеданс будет около 14 Ом (из таблицы). Чтобы быть полезным для снижения шума, C1 должен быть не менее 1000 мкФ, но в большинстве случаев используются гораздо более низкие значения (обычно 100-220 мкФ). Цель состоит в том, чтобы подавать мгновенный (импульсный) ток, который может потребоваться схеме, или, в случае операционных усилителей, гарантировать, что импеданс питания остается низким, по крайней мере, до 2 МГц или около того.

Поскольку стабилитроны имеют динамическое сопротивление, на выходе будут небольшие пульсации. Его можно рассчитать на основе входной пульсации, изменения тока источника и динамического сопротивления стабилитрона. Предположим, что в напряжении источника есть пульсации 2V PP. Это означает, что ток через Rs будет варьироваться на 3,57 мА ( I = V / R ). Стабилитрон имеет динамическое сопротивление 14 Ом, поэтому изменение напряжения на стабилитроне должно быть …

V = R × I = 14 × 3,57 м = 50 мВ пик-пик (менее 20 мВ среднеквадратичное значение)

При условии, что активная схема имеет хороший коэффициент ослабления питания (PSRR), пульсации 20 мВ на частоте 100 Гц (или 120 Гц) не будут проблемой. Если по какой-то причине это недопустимо, то дешевле использовать 3-выводной регулятор или емкостной умножитель, чем использовать любой из установленных методов уменьшения пульсаций. Наиболее распространенным из них является использование двух резисторов вместо резисторов R и установка конденсатора с высоким номиналом (не менее 470 мкФ) между соединением резисторов и землей. Это уменьшит пульсации до значения значительно ниже 1 мВ, в зависимости от размера дополнительного конденсатора.

---

Максимальная стабильность (эталонное напряжение)

Обводка стандартного резистора стабилитрона подвержена большим колебаниям тока и рассеиваемой мощности при изменении входного напряжения. Простая схема обратной связи может помочь поддерживать очень стабильный ток через стабилитрон и, следовательно, обеспечить более стабильное опорное напряжение. Как обсуждалось ранее, стабилитрон на 6,2 В имеет очень низкий тепловой коэффициент напряжения, и если мы сможем обеспечить стабильный ток, это еще больше улучшит стабилизацию напряжения. Питание стабилитрона от источника тока является стандартной практикой при изготовлении ИС, и это достаточно легко сделать и в дискретных конструкциях.

Обратите внимание, что все показанные цепи (за исключением рис. 7a) предназначены для подачи опорного напряжения на нагрузку с высоким импедансом. Если требуется значительный выходной ток, выходы должны быть буферизованы операционным усилителем с малым смещением. В этом нет необходимости, если ток нагрузки составляет не более 1/10 ^th тока стабилитрона (около 250 мкА для всех, кроме рис. 5а).

Схемы, показанные ниже, представляют собой блоки питания , а не , но они обеспечивают фиксированное ссылка напряжение для источника питания или других схем, которым может потребоваться стабильное напряжение (например, компаратор). Схемы хорошо конкурируют со специализированным прецизионным источником опорного напряжения, и они удивительно хороши для многих приложений (кроме Рисунка 5a, который имеет худшие характеристики из всех). В каждом случае изменение напряжения отображается как Δ, что указывает на изменение во всем диапазоне входного напряжения (от 10 до 30 В).

Рис. 5. «Обычный» в сравнении с обычным. Цепь стабилитрона JFET CCS

Стандартный стабилитрон (а) покажет типичное изменение напряжения примерно на 85 мВ при входном напряжении 10-30 В, при изменении тока стабилитрона от 1,7 мА до более 15 мА. Это значительно хуже, чем у стабилизированных версий (включая JFET), но может вообще не представлять проблемы, если входное напряжение уже достаточно стабильно. Источник тока JFET (b) является значительным улучшением. Было бы лучше с JFET, оптимизированным для линейной работы, но их становится очень трудно достать. Я выбрал J112, так как они все еще легко доступны, но значение R1b может потребоваться изменить, чтобы получить пригодный для использования ток стабилитрона (около 2,5 мА).

Сравните схемы (a) и (b) на рис. 5, и сразу станет ясно, что напряжение от стабилизированной версии JFET (b) должно быть более стабильным, даже при больших колебаниях входного напряжения. Смоделировано в диапазоне напряжений от 10 В до 30 В и изменении напряжения на стабилитроне на 1,9 мВ в (b), и из этого следует, что ток стабилитрона и рассеиваемая мощность стабилитрона практически не изменяются во всем диапазоне напряжений. Это также означает, что подавление пульсаций чрезвычайно велико, поэтому с добавлением дешевого JFET мы можем приблизиться к реальной прецизионной схеме опорного напряжения.

На рис. 6 токовые зеркала (Q2b и Q3b) питаются от источника тока (Q1b), который получает опорное значение от стабилитрона, поэтому существует замкнутый контур, и изменение тока через сам стабилитрон может быть очень небольшим. Показанные схемы не могут «самозапускаться» без R4, потому что для Q1 нет доступного базового тока, пока схема не сработает. R4 обеспечивает ток, достаточный для начала проводимости, после чего работа становится самоподдерживающейся.

Рис. 6. Цепи прецизионного стабилитрона CCS

Использование прецизионного источника постоянного тока (CCS) для обеспечения тока стабилитрона повышает производительность по сравнению с JFET. Моя исходная схема показана на (а), а очень небольшое изменение, показанное на (б), еще больше улучшает положение ¹, при этом изменение стабилитрона уменьшается до 455 мкВ в диапазоне входного напряжения 10–30 В. Обратите внимание, что они были проанализированы с помощью моделирования, но я также построил схему (результаты показаны ниже).

При показанных значениях ток стабилитрона составляет всего 2,5 мА, что, по-видимому, противоречит приведенным выше рекомендациям. Однако увеличение тока стабилитрона не сильно помогает, но увеличивает рассеяние на транзисторах. Например, если R1 уменьшить до 1 кОм, ток стабилитрона увеличится до 5,4 мА, рассеивание на Q1 и Q3 удвоится, но стабилизация улучшится лишь незначительно.

R4 необходим, чтобы схема могла запускаться при подаче напряжения, но, к сожалению, это отрицательно влияет на производительность. Более высокое сопротивление уменьшает эффекты, но может привести к ненадежному запуску. Модификация, показанная в (b) выше, имеет лучшую производительность, чем моя оригинальная, и является рекомендуемым соединением для оптимальной производительности.

¹  Идею изменить подключение R4 предложил читатель, называющий себя «Вольт Секунда». Я выражаю свою благодарность, так как это заметно улучшает производительность.

Рис. 7. Цепь стабилитрона операционного усилителя

Версия операционного усилителя (a) немного странная. Сам операционный усилитель имеет как отрицательную, так и положительную обратную связь , а стабилитрон обеспечивает отрицательную обратную связь, когда он проводит. Схема основана на PSRR операционного усилителя для минимизации колебаний напряжения, а ток стабилитрона является фиксированным значением, основанным на напряжении стабилитрона и резисторе на землю (R3). Конфигурация схемы означает, что выходное (опорное) напряжение в два раза больше, чем у стабилитрона, но его можно изменить в небольшом диапазоне, изменяя один или оба резистора обратной связи (R1, R2). Хотя показано с TL071, операционный усилитель с лучшим PSRR повысит точность. Одна вещь, которая не идеальна, — это напряжение стабилитрона. Установив, что стабилитрон на 6,2 В лучше всего подходит для термостабильности, он обеспечит выходное напряжение 12,4 В. R1a и R2a могут отличаться только на небольшую величину, прежде чем схема начнет работать неправильно. Эта схема имеет одно важное преимущество перед другими: операционный усилитель может обеспечивать выходной ток, не влияя на ток стабилитрона.

Программируемый стабилизатор опорного/шунтового напряжения TL431 так хорош, как и следовало ожидать. ИС будет работать с катодным током всего 1 мА, с максимальным током 100 мА, при условии, что предел рассеиваемой мощности не превышен. В смоделированном виде это очень хорошо, но в «реальной жизни» может быть по-другому. Также необходимо учитывать колебания температуры (обычно 4,5 мВ/°C).

На этот раз я провел лабораторные испытания схем, показанных на рис. 6, и обнаружил, что выходное напряжение изменилось всего на 1,7 мВ при изменении входного напряжения от 10 В до 25 В (113 мкВ/В). Это приводит к затуханию колебаний входного напряжения, близкому к 79дБ. Я не сопоставлял транзисторы и использовал резисторы с допуском 5%, чтобы получить «наихудший» результат. Учитывая, что стабилитрон сам по себе будет варьироваться не менее чем на 86 мВ в том же диапазоне напряжений, это довольно хороший результат. Ток питания изменился всего на 35 мкА/В. Измеренная производительность не так хороша, как при моделировании, в основном потому, что в симуляторе идеально подобраны транзисторы и резисторы с допуском 0%. Я не стал возиться с транзисторами или резисторами в симуляциях.

На самом деле маловероятно, что вам когда-нибудь понадобится какой-либо из более сложных стабилитронов, и они включены сюда исключительно для полноты картины. Большинство людей будут использовать TL431 или другой регулируемый источник опорного напряжения (например, LM4040, LM329, LM113 и т. д.), если требуется высокая производительность, но вам нужно поэкспериментировать, чтобы найти оптимальное решение для вашего приложения.

---

Каталожные номера

1 Обратное смещение/пробой. Обсуждение явления, когда диод имеет обратное смещение/пробой. Билл Уилсон
2  RadioElectronics.com — Обзор стабилитрона
3  Архив технических данных — BZX2C16V Micro Commercial Components 2 Вт стабилитрон от 3,6 до 200 вольт.
4   Теория стабилитронов — справочник OnSemi HBD854/D (Больше не поставляется OnSemi.)

---

---

Основной индекс Приложение. Примечания Алфавитный указатель

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2004 г. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и защищена авторскими правами © Rod Elliott 30 июня 2005 г. / июль 2015 г. — обновленная информация, добавлен рисунок 4. / декабрь 2021 г. — изменены / добавлены рисунки 5, 6 и 7, а также дополнительный описательный текст и результаты испытаний.

Стабилитроны — Инфографика | TTI, Inc.

Онлайн-сервисы TTI доступны только членам,
пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить доступ!

Извиняюсь! У вас нет доступа к этой онлайн-службе в учетной записи: {{appAccount.accountNumber}}

Аккаунты не найдены

---

Пожалуйста, выберите одну из следующих учетных записей, у которых есть доступ.

{{account.accountDisplayData}}

Ни один аккаунт не имеет доступа.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о статусе заказа.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о ezReview.

Извиняюсь! У вас нет доступа к этой онлайн-службе в учетной записи: {{selectedAccount.accountNumber}}

Аккаунты не найдены

---

Приложение {{serviceName}} в настоящее время недоступно.

---

Пожалуйста, выберите одну из следующих учетных записей, у которых есть доступ.

{{account.accountDisplayData}}

Нет доступа к учетным записям. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы узнать больше о ezBuy.

Нет доступа к учетным записям. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы узнать больше о ezBuy.

Доступ к вашей услуге {{serviceName}} в настоящее время недоступен, так как ваша корзина «привязана» к учетной записи TTI. которого нет в вашем профиле {{serviceName}}. Вероятно, это произошло из-за того, что ваша корзина содержит одну или несколько деталей. со сниженными ценами.

Чтобы восстановить доступ к ezBuy, очистите корзину, разместив заказ или удалив детали со скидкой. Цены.

Если у вас есть другие вопросы, позвоните своему торговому представителю TTI.

Корзина заблокирована для:
{{selectedAccount.accountNumber}}
{{selectedAccount.billingAddress.name}}
{{selectedAccount. billingAddress.streetAddress}}
{{selectedAccount.billingAddress.city}}, {{selectedAccount.billingAddress.state.stateShortName}} {{selectedAccount.billingAddress.zip}}
{{selectedAccount.billingAddress.country.countryShortName}}

• {{supportModalInfo.firstName}} {{supportModalInfo.lastName}}
• {{supportModalInfo.title}}
• {{supportModalInfo.branch}}
• {{supportModalInfo.phone}}
• {{supportModalInfo.email}}

• {{supportModalInfoTwo.firstName}} {{supportModalInfoTwo.lastName}}
• {{supportModalInfoTwo.title}}
• {{supportModalInfoTwo.branch}}
• {{supportModalInfoTwo.phone}}
• {{supportModalInfoTwo.email}}

Электронная почта: {{supportModalInfo.email}}

Отправить быстрое сообщение

Предмет:

Сообщение:

Сообщение успешно отправлено!

---

Не удалось отправить письмо!

---

Введите не менее трех символов в поле поиска детали.

请在“零件搜索”字段至少输入三个字符

• Дом
• Технические ресурсы
• Блог TTI
• Инфографика электроники
• Стабилитроны — инфографика

Что такое диод Зенера?

A Стабилитрон рассчитан на определенное напряжение пробоя, чтобы он проводил ток в обратном направлении, когда катод достигает своего порогового напряжения. Напряжение пробоя может составлять от 2,4 В до 1 кВ.

Катод обычно подключается к положительному напряжению. Стабилитрон не будет проводить электричество от катода к аноду, пока не будет достигнуто напряжение пробоя. Анод обычно подключается к земле. Если к аноду приложить положительное напряжение, он будет проводить как обычный диод.

Для чего используются стабилитроны?  

Стабилитроны могут использоваться в цепях, предназначенных для регулирования напряжения, в качестве источников опорного напряжения, ограничителей перенапряжения, коммутационных сигналов и ограничения формы волны.

 

Хотите узнать больше о стабилитронах? Прочтите следующий блог TTI

Ищете стабилитроны? Поиск TTI’s Inventory

Печатные формы

• Загрузка Letter Size (8,5″x11″)
• Скачать размер плаката (18″x24″)

Click to Tweet

MMBZ27VDA-G Small Signal Zener Diodes, Dual

Small Signal Zener Diodes, Dual

  Datasheet

Dual silicon planar Zener diodes with common anode configurations

Dual package provides for bidirectional or separate однонаправленные конфигурации

Двойные конфигурации защищают две отдельные линии только с одним устройством

Заявление об ограничении ответственности:

Пожалуйста, внимательно прочтите приведенное ниже заявление об отказе от ответственности, прежде чем продолжить и использовать эти данные. Использование вами этих данных означает ваше согласие с условиями, изложенными ниже. Нажмите на ссылку Я СОГЛАСЕН, чтобы продолжить и принять эти условия.

Эти данные предоставляются вам бесплатно для вашего использования, но остаются исключительной собственностью Vishay Intertechnology, Inc. («Vishay»), Samacsys/Supplyframe Inc. или Ultra Librarian/EMA Design Automation®, Inc. ( совместно именуемые «Компания»). Эти данные предоставляются для удобства и только в информационных целях. Размещение ссылок на эти данные на веб-сайте Vishay не означает одобрения или одобрения Vishay каких-либо продуктов, услуг или мнений Компании. Несмотря на то, что Vishay and Company приложила разумные усилия для обеспечения точности данных, Vishay and Company не гарантирует, что данные будут безошибочными. Vishay и Компания не делают никаких заявлений и не ручаются за то, что данные полностью точны или актуальны. В некоторых случаях данные могут быть упрощены, чтобы удалить проприетарные детали, но при этом сохранить важные геометрические детали интерфейса для использования клиентами. Vishay и Компания прямо отказываются от всех подразумеваемых гарантий в отношении данных, включая, помимо прочего, любые подразумеваемые гарантии или товарную пригодность или пригодность для определенной цели. Ни одна из вышеперечисленных сторон не несет ответственности за какие-либо претензии или убытки любого характера, включая, помимо прочего, упущенную выгоду, штрафные или косвенные убытки, связанные с данными.

Обратите внимание, что нажатие кнопки «Я СОГЛАСЕН» приведет к тому, что вы покинете веб-сайт Vishay и посетите внешний веб-сайт. Vishay не несет ответственности за точность, законность или содержание внешнего веб-сайта или последующих ссылок. Пожалуйста, свяжитесь с владельцем внешнего веб-сайта для получения ответов на вопросы, касающиеся его содержания.

• Документы
• Инструменты проектирования
• Качество
• Образец запроса
• Технические вопросы

Если номер вашей части не указан, свяжитесь с вашим офисом по продажам

Show 2550100 Записи

Фильтр в рамках результатов:

Номер детали	ROHS-Compliant	(PB) -F) -F)-FB) -F). Обозначение	Завершение устройства. Выплата.0123	Sn	Yes	Yes
MMBZ27VDA-G3-18	Yes	Totally Lead Free	Floor Life-Unlimited	Sn	Yes	Yes

It is the ответственность покупателя за подтверждение того, что конкретный продукт со свойствами, описанными в спецификации продукта, подходит для использования в конкретном приложении. Спецификации продукта не расширяют и не изменяют каким-либо иным образом условия покупки Vishay, включая, помимо прочего, изложенную в них гарантию. Vishay отказывается от любой ответственности за ошибки пользователя в отношении этого приложения. Также см. официальное уведомление Vishay по адресу https://www.vishay.com/en/company/privacy-legal/.

Политика в отношении категорий материалов
Vishay Intertechnology, Inc. настоящим подтверждает, что все ее продукты, соответствующие требованиям RoHS, соответствуют определениям и ограничениям, установленным в Директиве 2011/65/EU Европейского парламента и Совета от 8 июня. , 2011 г. об ограничении использования некоторых опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании (ЭЭО) — переработан, если иное не указано как несоответствующее. Обратите внимание, что в некоторых документах Vishay могут содержаться ссылки на директиву RoHS 2002/9.5/ЕС. Мы подтверждаем, что все продукты, определенные как соответствующие Директиве 2002/95/ЕС, соответствуют Директиве 2011/65/ЕС. Vishay Intertechnology, Inc. настоящим подтверждает, что все ее продукты, обозначенные как не содержащие галогенов, соответствуют требованиям стандартов JEDEC JS709A. Обратите внимание, что в некоторых документах Vishay могут содержаться ссылки на определение стандарта IEC 61249-2-21. Мы подтверждаем, что все продукты, определенные как соответствующие стандарту IEC 61249-2-21, соответствуют стандартам JEDEC JS709A.

Определения качества

REACH	Заявление о конфликтных минералах
Без содержания свинца / RoHS	Заявление EICC
RECAST Статус RoHS	Политика в отношении контрафактной продукции
Зеленый / Безгалогенный	Политика категорий материалов

Поиск PCN
Поиск PCN доступен с 1 октября 2009 г.

Руководство по идентификации комплекта дискретных полупроводников

Авторы: Байрон Дж.

Избранное Любимый 14

На самом деле мы немного обманываем определение дискретности со следующими двумя компонентами. Они оба на самом деле интегральные схемы!

Но они все еще в упаковках ТО-92. Первый на самом деле является заменой стабилитронов общего назначения. Второй — регулятор напряжения — опять же, не дискретный, но очень удобный.

Эталонное напряжение TL431A

Когда мы выбирали детали для этого комплекта, мы подумали, что было бы неплохо иметь несколько стабилитронов, но не было согласия относительно напряжения стабилитрона. Что нам действительно было нужно, так это регулируемый стабилитрон: введите опорное напряжение TL431A. Он работает аналогично стабилитрону, но напряжение устанавливается с помощью внешних резисторов.

TL431A

Выходное напряжение может варьироваться от 2,5 В до напряжения питания, до 36 В. Как и зенеровский шунт, для этого требуется резистор, включенный последовательно с катодом.

Шунтирующие схемы Зенера полезны, когда вы хотите генерировать стабильное и постоянное напряжение, но входное напряжение меняется. Например, RedBoard может принимать от 7 до 15 В постоянного тока на гнездо для бочек. Если нам нужно получить из этого стабильное опорное напряжение, наиболее очевидным подходом будет использование делителя напряжения, но мы обнаружим, что результирующее напряжение будет варьироваться в зависимости от входного напряжения. Шунт Зенера (или активное опорное напряжение) — это способ получения независимого от входа опорного напряжения.

Полярность

TL431A имеет три контакта: опорное напряжение, анод и катод. Терминология анода и катода заимствована у диодов Зенера.

Напоминаем: когда мы используем стабилитроны в качестве источника опорного напряжения, мы используем их обратное напряжение пробоя . Проще говоря, мы смещаем их назад, с более положительным напряжением, приложенным к катоду.

Это станет более понятным, когда мы рассмотрим следующие примеры.

Примеры схем

Простейшая схема TL431A требует наличия одного резистора на катоде. Опорный вывод привязан к катоду, а вывод снимается с катода. В результате получается 2,5В на катоде, независимо от входного напряжения.

Входной резистор, показанный на приведенной выше схеме, необходимо выбрать для смещения TL431A не менее чем на 1 мА. Максимальное значение можно найти по формуле Rвх = (Vвх-Vвых)/0,001 . В типичных приложениях используются значения от 150 Ом до 150 Ом. и 10 кОм Для использования в качестве ненагруженного источника опорного напряжения входной резистор является относительно некритичным, хотя, если подается значительный ток, меньший резистор будет рассеивать меньшую мощность.

Для изменения выходного напряжения требуются еще два резистора.

Вы можете создать переменное опорное напряжение, если используете потенциометр для резистора R1, как показано на рис. 10 таблицы данных.

Вы заметите, что первая схема на самом деле является крайним случаем второй схемы. R1 равен 0, а R2 равен бесконечности, член R1/R2 становится равным 0, а выход становится равным Vout = (2.5V * 1) или просто 2.5V .

Выход TL431A лучше всего подходит в качестве эталона для других схем (таких как компараторы или аналого-цифровые преобразователи) и не особенно подходит для питания внешних схем. Хотя он создает стабильное выходное напряжение, ему требуется катодный резистор, который будет рассеивать тепло, если нагрузка потребляет очень большой ток. Регулируемый регулятор напряжения представляет собой аналогичную интегральную схему, которая обходит это ограничение.

Регулятор напряжения LM317L

LM317L похож на TL431A, но предназначен для использования в составе источника питания.

LM317L

Вы заметите, что маркировка детали на фотографии имеет дополнительный суффикс «Z», который указывает на корпус TO-92, упакованный отдельными частями (а не на ленте).

Конфигурация LM317L также аналогична LT431A с парой резисторов, задающих выходное напряжение. Вы заметите, что для него не требуется резистор на входе, как в TL431A.

В этой схеме стоит обратить внимание на конденсаторы между входом и землей и выходом на землю. В техпаспорте указано

Входной конденсатор не требуется, но рекомендуется, особенно если регулятор не находится в непосредственной близости от конденсаторы фильтра питания.
…
Выходной конденсатор улучшает переходную характеристику, но не нужен для стабильности.

Далее рекомендуются значения 0,1 мкФ для входного конденсатора и 1 мкФ для выходного.

LM317L рассчитан на подачу до 100 мА. Если вам нужен больший ток, рассмотрите возможность усиления старшего брата LM317L, LM317 в корпусе TO-220. Если вы добавите большой радиатор, вы сможете потреблять от него значительно больше тока.

---

Цепи питания

---

---

Выпрямление является основным свойством диода, поэтому диоды полезны во всех приложениях, требующих простого преобразования переменного тока в постоянный. Обычный слабый сигнал диоды, в отличие от полупроводниковых силовых выпрямителей, являются маломощными устройствами, которые не может безопасно обрабатывать максимум несколько сотен милливатт. Но где используется только малая мощность, обычного диода вполне достаточно, т.к. выпрямителем и в то же время меньше и дешевле силового выпрямителя. Он хорошо подходит для сверхминиатюрных источников питания для транзисторной аппаратуры, фотоэлементы, варакторы и термисторы.

В дополнение к выпрямлению переменного тока стабилизация напряжения обеспечивается диодами, в основном стабилитрон. Это стало возможным благодаря нелинейной проводимости Ед. изм. Также может быть использована односторонняя проводимость диода, как в приложении показано на рис. 4-8.

Рис. 4-1. Источники питания постоянного тока низкого уровня.

ПЯТЬ БЛОКОВ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА НИЗКОГО УРОВНЯ

На рис. 4-1 показаны схемы и рабочие характеристики пяти миниатюрных устройств переменного тока с питанием от сети. Источники питания постоянного тока подходят для работы маломощных устройств, таких как фоторезисторов, варакторов и обычных транзисторов, а также для питания фиксированное смещение для ламповых схем. Каждая из этих цепей работает от 6,3 вольт. Переменный ток поступает от небольшого 1,2-амперного накального трансформатора (T). Высокое напряжение вторичные (например, до 24 вольт) могут использоваться с пропорционально более высокий выход постоянного тока, при условии, что конденсаторы более высокого напряжения заменены на те показано. Кривые вольт-ампер показывают выходное напряжение постоянного тока, выдаваемое каждым этих цепей при различных токах до 5 миллиампер.

Половина волны

На рис. 4-1A показан простой однофазный однополупериодный источник питания. Одноместный 1Н34А общего назначения германиевый диод (X) является выпрямителем. Выход постоянного тока без нагрузки равен пиковое значение входного напряжения переменного тока 6,3 В за вычетом небольшого падения напряжения в диод, и составляет примерно 8,5 вольт. Это падает примерно до 6 вольт в 5 мА. Пульсации на выходе достаточно низкие для большинства приложений; тем не менее, дополнительные Фильтрация может быть обеспечена путем добавления дросселя на 10 генри и конденсатора на 10 мФд.

Мост

На рис. 4-1B показан двухполупериодный мостовой выпрямитель с четырьмя универсальными транзисторами 1N34A. германиевые диоды. Выход постоянного тока без нагрузки и с полной нагрузкой такой же, как и для полуволновая схема, но частота пульсаций в два раза больше мощности линия.

Удвоитель

На рис. 4-1C показана схема удвоителя напряжения. Эта схема обеспечивает Выход постоянного тока без нагрузки, который более чем в два раза превышает входное напряжение переменного тока, равно в два раза больше пикового значения напряжения переменного тока, или примерно 17,7 вольт для входного напряжения 6,3 В.

Оно падает примерно до 13 вольт при нагрузке 5 мА. Два 1Н34А общего назначения В этой схеме используются германиевые диоды.

Трипьер

На рис. 4-1D показана схема утроения напряжения. Эта схема фактически обеспечивает выходное напряжение постоянного тока без нагрузки, которое более чем в три раза превышает входное напряжение переменного тока. в 3 раза превышает пиковое значение напряжения переменного тока или примерно 26,7 вольт. для входного напряжения 6,3 В.

Оно падает примерно до 13 вольт при нагрузке 5 мА. Три 1Н52А общего назначения германиевые диоды с повышенным пиковым обратным напряжением используются в эта схема.

Четверной

На рис. 4-1E показана схема учетверителя напряжения, обеспечивающая Выходное напряжение постоянного тока, которое более чем в четыре раза превышает

Входное напряжение переменного тока — в четыре раза превышает пиковое значение напряжения переменного тока или приблизительно 35,5 вольт для 6,3 вольт среднеквадратичного значения на входе.

Оно падает примерно до 14,5 В при нагрузке 5 мА. Четыре 1Н52А общего назначения В этой схеме используются германиевые диоды.

СТАНДАРТНЫЙ ДИОДНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Нелинейная прямая проводимость германиевого диода при низких уровнях тока может использоваться для стабилизации низкого выходного напряжения постоянного тока против отклонений Входное напряжение постоянного тока. С обычными малосигнальными диодами эта схема практична только когда ток, потребляемый из цепи внешней нагрузкой, мал процент от того, что течет через диод.

Рис. 4-2. Регулятор напряжения на обычном диоде.

На рис. 4-2 показана схема регулятора. Входное напряжение постоянного тока получается из блок питания или аккумулятор. Сопротивление R выбирается для установки прямого тока через диод X к центру самой крутой части диода прямой проводимости изгиб. Выходное постоянное напряжение снимается через диод. При изменении входного напряжения ток диода изменяется пропорционально.

Но из-за крутизны кривой меняется напряжение на диоде только незначительно для большого увеличения или уменьшения тока. Таким образом, вывод напряжение меняется незначительно, хотя входное напряжение колеблется значительно.

Когда выходной ток нагрузки приближается по величине к току диода, регулирование становится хуже, так как все больше тока проходит через нагрузки и не подлежит управлению диодом.

Из-за действия делителя напряжения последовательно соединенных резисторов R и X выходное напряжение меньше входного напряжения. Поэтому входное напряжение должно быть правильно выбирается, если должно быть реализовано заданное выходное напряжение. Этот регулятор в основном схема низкого напряжения, так как наиболее используемая часть прямого тока обычного германиевого диода находится между 0,05 и 0,2 вольт.

Практические константы для схемы, показанной на рис. 4-2, следующие: R — 40 Ом, резистор на 1 ватт; X — германиевый диод IN270 с позолотой. При входе 1 вольт, ток диода 10 мА, выходное напряжение 0,6 вольт; на входе 3 вольта, ток диода возрастает до 50 мА, но выходное напряжение увеличивается только до 1 вольт. Таким образом, выходное напряжение изменяется всего в 1,67 раза при входном напряжении. смена три раза.

ДВЕ ЦЕПИ РЕГУЛЯТОРА ДИОДА ЗЕНЕРА

Стабилитроны из-за их более низкого внутреннего сопротивления и более крутой кривой в рабочей точке обеспечивают значительно лучшую стабилизацию напряжения, чем схема обычного диода показана на рис. 4-2. На рис. 4-3 показаны два регулятора схемы с использованием этих более дорогих диодов.

(А) Цепь постоянного тока. (Б) Цепь переменного тока.

Рис. 4-3. Стабилитроны стабилизаторы напряжения.

В стабилизаторе постоянного тока (рис. 4-3А) диод 1N714 смещен в обратном направлении к своему стабилитрону точка на 12 мА тока, протекающего от источника постоянного тока 24 В через ограничивающий реостат R. (Последний изначально настроен на это значение тока.) Вход напряжение может изменяться на несколько сотен процентов без изменения 10-вольтового выхода более чем на несколько процентов в том же направлении. Причиной этого является крутой наклон кривой обратной проводимости в пределах стабилитрона диод (небольшое изменение приложенного напряжения приводит к большому изменению обратного тока и наоборот). Регуляторы зенеровского типа идеально подходят для регулирования низкого напряжения. Другие устройства, такие как газовые трубки, доступны для более высоких напряжения; однако несколько стабилитронов могут быть соединены последовательно для регулирования кратно напряжению одиночного диода. Высоковольтные и сильноточные диоды кроме показанного на рис. 4-3A, также доступны.

В регуляторе переменного тока (рис. 4-3B) используется двуханодный стабилитрон ZZ-10. (Два для этой цели также могут быть подключены встречно-параллельно отдельные стабилитроны.) Такое расположение удерживает каждый пик выходного напряжения переменного тока на уровне 10 вольт, в результате чего в прямоугольной выходной волне.

В этой схеме, как и в ранее описанном регуляторе постоянного тока, токоограничивающий реостат R настроен на ток диода 12 мА.

Стабилитроны

с двойным анодом доступны с более высокими значениями напряжения и тока. чем блок, показанный на рис. 4-3B.

ДИОД ЗЕНЕРА КАК ОПОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Поскольку стабилитрон обеспечивает постоянное напряжение постоянного тока в подходящей цепи, его можно использовать в качестве опорного источника постоянного тока в регулируемой мощности транзисторного типа. поставлять. В трубчатых источниках эту функцию обычно выполняет газообразный трубка регулятора, но можно использовать последовательную цепочку стабилитронов.

Радиатор

Рис. 4-4. Стабилитрон в качестве опорного элемента.

На рис. 4-4 X обозначает 1N3029.Стабилитрон B, используемый в качестве источника постоянного тока для транзистора Х3. Транзисторы X2 и X3 составляют усилитель постоянного тока, на вход которого подается сигнал с диода X и подает свой выходной сигнал на транзистор X1. Х1 это подключен между входной клеммой +DC и выходной клеммой +DC, действуя как последовательный резистор. Его сопротивление контролируется током, подаваемым от + постоянного тока. выходной терминал обратно в свою базу.

Таким образом, при повышении выходного напряжения сопротивление X1 увеличивается, и это снижает выпуск до исходного уровня. Это действие совершается в следующим образом: обычно X действует как очень высокое сопротивление, позволяя ток в базу X3 почти не поступает. Когда напряжение на +DC выходной контакт превышает точку стабилитрона (24 вольта), однако диод проводит, и этот ток усиливается X3 и X2 в указанном порядке и подается на X1. Это увеличивает сопротивление X1 и возвращает выходное напряжение к 24 вольтам.

Этот блок питания выдает 24 В постоянного тока при силе тока 1 ампер. Выходное напряжение регулируется в пределах 1%.

ДИОД ЗЕНЕРА КАК ЭТАЛОН НАПРЯЖЕНИЯ

Постоянное падение напряжения на стабилитроне можно использовать как точный стандартное напряжение для калибровки приборов и точного смещения электронных схемы. Поскольку стабилитрон представляет собой кремниевый элемент, его температурные характеристики являются хорошими, и на напряжение можно полагаться в пределах ± 5%, когда только ток диода контролируется, и к гораздо более строгому допуску, когда напряжение изначально проверяется точным вольтметром.

Рис. 4-5. Стабилитрон в качестве эталона напряжения.

На рис. 4-5 показана стандартная схема постоянного напряжения со стабилитроном 1N705. Выход составляет 5 вольт, когда установлен ток, считанный миллиамперметром М. до 5 мА регулировкой реостата R1. В то время как батарея показана для максимального портативность, входное напряжение может быть получено также от источника питания выпрямительного типа. поставлять.

Стандартное напряжение переменного тока может быть получено с помощью схемы, подобной показанной на рисунке. на рис. 4-3B, при условии, что миллиамперметр переменного тока вставлен для установки тока до уровня Зенера 12 мА.

Этот тип эталона часто используется в качестве калибратора напряжения осциллографа.

Эти схемы рассчитаны на низкое выходное напряжение, но более высокое стандартное напряжение. могут быть получены с стабилитронами, имеющими более высокое номинальное напряжение, или путем работы подходящее количество стабилитронов последовательно.

ПИТАНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

На рис. 4-6 показана схема компактного и недорогого блока постоянного тока для питания фиксированное смещение к лампам в радио- или телеприемнике или усилителе звука. Отфильтровано выходные напряжения -1, -2, -3, -5 и -8,5 вольт.

Входная мощность переменного тока берется от 6,3-вольтовой обмотки накала (нагревателя) силовой трансформатор в ресивере или усилителе. Поскольку это смещение потребляет всего 170 мкА, цепь накала не расстроит. AC выпрямляется универсальным германиевым диодом 1N34A (X). (на линии электропередач частоты можно также использовать небольшой селеновый диод.) Постоянный ток фильтруется С1, С2 и R1. Делитель напряжения на 50 000 Ом (от R2 до R6) обеспечивает пять напряжения. Если используется проволочный резистор на 50 000 Ом со скользящими зажимами, зажимы могут быть установлены на различные показанные напряжения (или на любые другие желаемые значения) с помощью ВТВМ постоянного тока. Если используются постоянные резисторы, нечетные значения составлен следующим образом; R2 = 15К + 5,6К, R3 = 11К + 750 Ом, R4 = 5,6К + 300 Ом, R5 = 5,1 К + 750 Ом и R6 = 5,6 К + 300 Ом. Все резисторы одни пол ватта.

Рис. 4-6. Источник смещения постоянного тока.

БЕСПЛАТНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

На рис. 4-7 показана схема автономного источника питания, который подает постоянное напряжение. для работы транзисторов и других слаботочных устройств. Он так называется, потому что мощность берется из воздуха бесплатно для пользователя.

Этот блок питания представляет собой кварцевый приемник вещательного диапазона, настраиваемый от от 540 до 1600 кГц. Выходной постоянный ток высокопроводящего германия 1N279. диод (X) создает выходное постоянное напряжение на резисторе R 1000 Ом. Конденсатор C2 эффективно обходит звуковую модуляцию в принятом сигнале, рендеринг выходное напряжение плавного постоянного тока.

Рис. 4-7. Бесплатный источник питания.

Рис. 4-8. Защита от постоянного тока для транзисторных схем.

Величина выходного напряжения зависит от силы принимаемого сигнала. Таким образом, для максимальной производительности наиболее сильное и/или ближайшее местное вещание станция должна быть настроена. Необходимы хорошая внешняя антенна и заземление.

ЗАЩИТА ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ ЦЕПЕЙ

Некоторые транзисторы чувствительны к полярности питания и могут быть повреждены если полярность питания перепутана. На рис. 4-8 показано, как можно подключить диод. как односторонний клапан последовательно с линией питания постоянного тока внутри транзисторного оборудование для предотвращения таких повреждений.

Здесь X — сверхминиатюрный кремниевый диод 1N3728. Его полярность в цепи таков, что он пропускает прямой ток в оборудование. Если блок питания непреднамеренно перевернут, диод затем поляризован для обратного тока, который для кремниевого диода настолько мал, что блок питания можно считать чтобы был выключен.

Это действие переключения является мгновенным и очень эффективным.

Диод пропустит на оборудование до 210 мА при максимальном напряжении потеря всего 1,1 вольта на диоде (напряжение питания может быть увеличено на эту сумму). Этого будет достаточно и для некоторых силовых транзисторов. как и все типы слабого сигнала. При обратной полярности сопротивление диода становится более 5000 МОм. Это эквивалентно открытому переключателю, поскольку при напряжении питания 20 вольт ток, протекающий в оборудование, меньше 0,004 микроампер.

Для рабочих токов выше 210 мА кремниевые диоды для тяжелых условий эксплуатации могут использоваться с сопоставимыми результатами.

ДИОД В ТРАНЗИСТОРНОЙ СЕТИ СМЕЩЕНИЯ

Для максимальной стабильности используется жесткий делитель напряжения, работающий от основного источника питания. источник питания, используется для подачи смещения базы постоянного тока на транзистор, подключенный к общему эмиттеру. Если стабилитрон, смещенный к его стабилитрону, используется в качестве нижней части делителя, регулирующее свойство этого типа диода обеспечит стабильную напряжение смещения.

Рис. 4-9. Диод в цепи смещения транзистора.

На рис. 4-9 резистор R1 и стабилитрон X образуют делитель напряжения смещения. Сопротивление R1 должно быть выбрано в зависимости от напряжения питания (E), так что что ток стабилитрона будет течь через диод. Напряжение стабилитрона диода должно быть таким же, как желаемое базовое напряжение смещения. Таким образом, в усилителе ПЧ Рис. 4-9, X — диод PS1171 с напряжением стабилитрона 1,5 В, R — 375 Ом 2 ватта, а Е 9 вольт. Из-за низкого динамического сопротивления (9Ом), диод не нуждается в шунтирующем конденсаторе.

Стоимость повышенной стабильности, обеспечиваемой этой схемой смещения, относительно большой ток, который должен подаваться на диод (от 5 до 20 мА, в зависимости от диодного типа). Но там, где необходима высокая стабильность, это простой и недорогой метод.

РЕЛЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Чтобы устранить неудобства от батарей в некоторых установках, иногда желательно, чтобы чувствительное реле постоянного тока работало от сети переменного тока. Рис. 4-10 показан миниатюрный блок питания для этой цели.