Стабилитроны мощные

Тип прибора Предельные значения параметров при Т=25°С Значения параметров при Т=25°С Тк.мах (Тп.) °С Uст.ном. B при Iст.ном. mA Рмакс. mBt Uст. rст. Om aст. 10-2 %/°С Iст. мин B мах B мин mA мах mA Д815А 5,6 1000 8000 5,0 6,2 1,0 4,5 50 1400 125 Д815Б 6,8 1000 8000 6,1 7,5 1,2 6,0 50 1150 125 Д815В 8,2 1000 8000 7,4 9,1 1,5 9,0 50 950 125 Д815Г 10,0 500 8000 9,0 11 1,8 8,0 25 800 125 Д815Д 12,0 500 8000 10,8 13,3 2,0 9,0 25 650 125 Д815Е 15,0 500 8000 13,3 16,4 2,5 10,0 25 550 125 Д815Ж 18,0 500 8000 16,2 19,8 3,0 11,0 25 450 125 Д815И 4,7 1000 8000 4,2 5,2 0,8 14,0 50 1400 125 Д816А 22,0 150 5000 19,6 24,2 7,0 12,0 10 230 125 Д816Б 27,0 150 5000 24,2 29,5 8,0 12,0 10 180 125 Д816В 33,0 150 5000 29,5 36 10 12,0 10 150 125 Д816Г 36,0 150 5000 35,0 43 12 12,0 10 130 125 Д816Д 47,0 150 5000 42,5 51,5 15 12,0 10 110 125 Д817А 56,0 50,0 5000 50,5 51,5 35 14,0 5,0 90 125 Д817Б 68,0 50,0 5000 61,0 75 40 14,0 5,0 75 125 Д817В 82,0 50,0 5000 74,0 90 45 14,0 5,0 60 125 Д817Г 100,0 50,0 5000 90,0 110 50 14,0 5,0 50 125 КС406А 8,2 15,0 500 7,7 8,7 6,5 9,0 0,5 35 85 КС406Б 10,0 12,0 500 9,4 10,6 8,5 11,0 0,25 28 85 2С411А 8,0 5,0 340 7,0 8,5 6,0 7,0 3,0 40 125 2С411Б 9,0 5,0 340 8 9,5 10 8,0 3,0 36 125 КС407А 3,3 10,0 500 3,1 3,5 28 -8,0 1,0 100 85 КС407Б 3,9 20,0 500 3,7 4,1 23 -7,0 1,0 83 85 КС407В 4,7 20,0 500 4,4 5 19 -3,0 1,0 68 85 КС407Г 5,1 20,0 500 4,8 5,4 17 ±2,0 1,0 59 85 КС407Д 6,8 18,0 500 6,4 7,2 4,5 5,0 1,0 42 85 КС409А 5,6 5,0 400 5,3 5,9 20 2…4 1,0 48 85 КС412А 6,2 5,0 400 5,8 6,6 10 -1…6 1,0 55 125 КС433А 3,3 60,0 1000 2,97 3,63 25 -10,0 3,0 229 125 2С433А 3,3 60,0 1000 2,97 3,63 14 -10,0 3,0 229 125 КС439А 3,9 51,0 1000 3,51 4,29 25 -10,0 3,0 212 125 2С439А 3,9 51,0 1000 3,51 4,29 12 -10,0 3,0 212 125 КС447А 4,7 43,0 1000 4,23 5,17 18 -8…3 3,0 190 125 2С447А 4,7 43,0 1000 4,23 5,17 10 -8…3 3,0 190 125 КС456А 5,6 36,0 1000 5,04 6,16 7,0 5,0 3,0 167 125 2С456А 5,6 36,0 1000 5,04 6,16 7,0 5,0 3,0 167 125 КС468А 6,8 30,0 1000 6,12 7,48 5,0 6,5 3,0 119 125 2С468А 6,8 29,0 1000 6,12 7,48 5,0 6,5 3,0 142 125 КС482А 8,2 5,0 1000 7,4 9,0 25 8,0 1,0 96 125 2С482А 8,2 5,0 1000 7,4 9,0 25 8,0 1,0 96 125 КС508А 12,0 10,5 500 11,4 12,7 11 11,0 0,25 23 85 КС508Б 15,0 10,5 500 13,8 15,6 16 11,0 0,25 18 85 КС508В 16,0 7,8 500 15,3 17,1 17 11,0 0,25 17 85 КС508Г 18,0 7,0 500 16,8 19,1 21 11,0 0,25 15 85 КС508Д 24,0 5,2 500 22,8 25,6 33 12,0 0,25 11 85 КС509А 15,0 15,0 1300 13,8 15,6 15 9,0 0,5 42 85 КС509Б 18,0 15,0 1300 18,6 19,1 20 9,0 0,5 35 85 КС509В 20,0 10,0 1300 18,8 21,2 24 9,0 0,5 31 85 КС510А 10,0 5,0 1000 9,0 11 25 10,0 1,0 79 125 2С510А 10,0 5,0 1000 9,0 11 25 10,0 1,0 79 125 КС512А 12,0 5,0 1000 10,8 13,2 25 10,0 1,0 67 125 2С512А 12,0 5,0 1000 10,8 13,2 25 10,0 1,0 67 125 КС515А 15,0 5,0 1000 13,5 16,5 25 10,0 1,0 53 125 2С515А 15,0 5,0 1000 13,5 16,5 25 10,0 1,0 53 125 2С516А 10,0 5,0 340 9,0 10,5 12 9,0 3,0 32 125 2С516Б 11,0 5,0 340 10 12 15 9,5 3,0 29 125 2С516В 13,0 5,0 340 11,5 14 18 9,5 3,0 24 125 КС518А 18,0 5,0 1000 16,2 19,8 25 10,0 1,0 45 125 2С518А 18,0 5,0 1000 16,2 19,8 25 10,0 1,0 45 125 КС522А 22,0 5,0 1000 19,8 24,2 25 10,0 1,0 37 125 2С522А 22,0 5,0 1000 19,8 24,2 25 10,0 1,0 37 125 2С522А5 22,0 5,0 1000 19,8 24,2 25 — 1,0 37 125 КС524А 24,0 5,0 1000 22,8 25,2 30 10,0 1,0 33 125 2С524А 24,0 5,0 1000 22,8 25,2 30 10,0 1,0 33 125 КС527А 27,0 5,0 1000 24,3 29,7 40 10,0 1,0 30 125 2С527А 27,0 5,0 1000 24,3 29,7 40 10,0 1,0 30 125 2С530А 30,0 5,0 1000 28,5 31,5 45 10,0 1,0 27 125 КС533А 33,0 5,0 640 30 36 40 10,0 3,0 17 125 2С536А 36,0 5,0 1000 34,2 37,8 50 10,0 1,0 23 125 КС551А 51,0 1,5 1000 48 54 200 12,0 1,0 14,6 125 2С551А 51,0 1,5 1000 48 54 200 12,0 1,0 14,6 125 КС591А 91,0 1,5 1000 86 96 400 12,0 1,0 8,8 125 2С591А 91,0 1,5 1000 86 96 400 12,0 1,0 8,8 125 КС600А 100 1,5 1000 95 105 450 12,0 1,0 8,1 125 2С600А 100 1,5 1000 95 105 450 12,0 1,0 8,1 125 КС620А 120 50,0 5000 108 132 150 20,0 5,0 42 125 КС630А 130 50,0 5000 117 143 180 20,0 5,0 38 125 КС650А 150 25,0 5000 136 164 270 20,0 2,5 33 125 КС680А 180 25,0 5000 162 198 330 20,0 2,5 28 125 2С920А 120 50,0 5000 108 132 100 16,0 5,0 42 125 2С930А 130 50,0 5000 117 143 120 16,0 5,0 38 125 2С950А 150 25,0 5000 136 164 170 16,0 2,5 33 125 2С980А 180 25,0 5000 162 198 220 16,0 2,5 28 125 Uст.ном. — номинальное напряжение стабилизации стабилитрона; Iст.ном. — номинальный ток стабилизации стабилитрона; Рмакс. — максимально-допустимая рассеиваемая мощность на стабилитроне; Uст. — напряжение стабилизации стабилитрона; rст. — дифференциальное сопротивление стабилитрона; aст. — температурный коэффициент стабилизации стабилитрона; Iст. — ток стабилизации стабилитрона; Тк.макс. — максимально-допустимая температура корпуса стабилитрона; Тп.макс. — максимально-допустимая температура перехода стабилитрона.

Простой мощный параллельный стабилизатор на транзисторах — Меандр — занимательная электроника

В предлагаемой статье описываются принципы работы параллельного стабилизатора, и рассматривается возможность его применения для стабилизации питания мощных высококачественных усилителей НЧ. Приведена также схема полного источника питания с параллельным стабилизатором.
Среди радиолюбителей, а также в промышленных аудиоустройствах высокого качества широко используются параллельные стабилизаторы. В этих устройствах стабилизирующий элемент подключается параллельно нагрузке, что хорошо отражается на таком параметре стабилизатора, как его быстродействие. Фактически быстродействие стабилизатора определяется быстродействием стабилизирующего элемента. Также к достоинствам параллельных стабилизаторов стоит отнести тот факт, что независимо от тока, потребляемого от стабилизатора, ток, потребляемый им самим от источника питания, остается неизменным. Этот факт положительно отражается на уровне излучаемых БП в целом помех (за счет того, что девиации тока потребления не протекают через трансформатор и выпрямительный мост), хотя и служит причиной их низкого КПД.
Рассмотрим вышеизложенное на примере простейшего параллельного стабилизатора – параметрическом стабилизаторе на стабилитроне (рис.1.)

Рис.1. Параметрический стабилизатор

Резистор R0 задает суммарный ток, который будет течь через стабилитрон и подключенную, параллельно ему нагрузку. Легко видеть, что при изменении тока нагрузки, ток через резистор R0 останется постоянным, изменится лишь ток, текущий через стабилитрон D1. Так будет происходить, пока будет выполняться условие (1):
I_Н<I_R0-I_ст.мин.   (1)
где I_Н — ток нагрузки,
I_R0 — ток через R0,
I_ст.мин. – минимальный ток стабилизации стабилитрона D1

            Быстродействие данного стабилизатора будет определяться в основном скоростью изменением величины барьерной емкости стабилитрона [1], а также временем заряда-разряда конденсатора  С1.
Однако у подобных стабилизаторов есть и недостатки – в частности для получения более-менее приличного коэффициента стабилизации (>100), через стабилитрон должен течь ток, соизмеримый с током нагрузки. Это обстоятельство, с учетом того, что подавляющее количество стабилитронов рассчитано на ток до 100 мА, затрудняет использование параметрических стабилизаторов в мощных устройствах.
Чтобы обойти это препятствие, параллельно стабилизатору ставят мощный активный элемент, например MOSFET транзистор, как показано на рисунке 2.

Рис.2. Мощный параллельный стабилизатор.

В этой схеме стабилитрон лишь задает стабильное напряжение на затворе транзистора Q1, через цепь сток-исток которого и течет основной ток. Стабилитрон VD3 предохраняет  Q1 от пробоя ввиду высоковольтности данной реализации. Подробнее о работе этой схемы можно прочитать в [2].
Схема, приведенная на рисунке один способна работать с большими токами (ограничивается предельными характеристиками примененного мосфета), но выделяет большую мощность и имеет низкий КПД(менее 30% – если падение на резисторе R1 сравнительно велико, ток через мосфет сравним с током через нагрузку, величины входного и выходного напряжений не превышают 100 В), что в мощных приложениях является серьезным недостатком.
Но ток текущий через мосфет, можно заметно снизить без ущерба для коэффициента стабилизации, если устранить  источник нестабильности в данной схеме. Остановимся на нем подробнее.
При изменении напряжения на входе стабилизатора изменяется ток, текущий через резистор R1, это изменение можно снизить увеличением номинала этого резистора, но это, в свою очередь потребует увеличение падения напряжения на этом резисторе, а следовательно снизит КПД. Оптимальным решением, на мой взгляд является замена этого резистора на источник тока, на котором падение напряжение можно будет установить равное сумме девиации входного напряжения+2-3 вольта для нормально работы активного элемента источника тока.
С учетом этих дополнений была разработана схема источника питания с параллельным стабилизатором, представленная на рисунке 3.

Рис.3. Принципиальная схема БП с параллельным стабилизатором

Функцию токозадающего резистора здесь выполняет источник тока на транзисторе Q1. Для снижения нестабильности выдаваемого им тока, он запитан от другого источника тока меньшей мощности, который в свою очередь запитан через RCR фильтр для снижения пульсаций. Резистором R7 можно грубо регулировать рабочий ток стабилизатора, резистором R4 плавно. Резистором R8 можно подстроить выходное напряжение стабилизатора в небольших пределах. R6 представляет собой нагрузку БП, потребляющую около 600 мА.(без нагрузки БП не подключать!). Транзисторы Q1 и M1 можно установить на общем радиаторе площадью не менее 500 кв.см.

Основные технические характеристики стабилизатора (с входным и выходным RC-фильтрами):

1. Выходное напряжение = 12В.
2. Входное напряжение > 18В.
3. Ток нагрузки – 600 мА
4. Потребляемый ток – 750 мА (при номиналах, указанных на схеме, изменяется подбором резистора R2,R7,R4 – в порядке величины влияния)
5. Уровень пульсаций на выходе — -112дБ
6. КПД=57%

Легко видеть, что представленная схема обладает достаточно высокими параметрами в части КПД и Кст, сравнимыми с характеристиками компенсационных последовательных стабилизаторов, при этом практически полностью сохраняя достоинства параллельных стабилизаторов.
При этом схема достаточно проста, не требует дефицитных деталей, и может быть сконструирована даже начинающими радиолюбителями.
При входном напряжении до 50В в схеме можно применить – Q1-BD244C, Q2-BC546А, M1-IRF630. В качестве стабилитрона D7 можно применить любой на напряжение 8,2 В, диоды D1-D4 например SF54, диоды D5,D6,D8,D9 – например 1N4148.

Автор: Баушев Олег

Линейные стабилизаторы на дискретных элементах

ЛИНЕЙНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НА ДИСКРЕТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ
Бестрансформаторная схема на двух диодах
Стабилитрон D1 одновременно используется для выпрямления напряжения и для ограничения выходного напряжения, которое из-за включения диода D2 на 0,7 В меньше напряжения стабилизации D1. Допустимый ток нагрузки пропорционален емкости конденсатора С1. Резистор R1 ограничивает пусковой ток.

Выпрямитель на стабилитронах
Ограничение напряжения обычно выполняется с помощью двух стабилитронов. При использовании четырех таких диодов (рис. 58), имеющих очень близкие по значению напряжения стабилизации, можно получить лучшее распределение рассеиваемой мощности. Рекомендуется применять данную схему для устройств с токами нагрузки до 20 мА.

Бестрансформаторный двухполярный источник питания
Удвоитель напряжения работает как два однополупериодных выпрямителя. Как и в предыдущем случае, рабочее напряжение конденсатора С1 должно составлять 400 В постоянного тока, либо 250 В переменного. Резистор R1 (180 Ом) ограничивает пусковой ток.

Микромощный стабилизатор 2В 30мкА
Потребление энергии стабилизатором составляет порядка 1,5 мкА. Источником опорного напряжения служит светодиод, обеспечивающий некоторую термокомпенсацию выходного напряжения. Благодаря обратной связи (Rr) напряжение стабилизировано с точностью до 1% при напряжении на входе от 2,2 до 4,5 В и с точностью до 0,1% при напряжении 3 В ±10%.

Источник питания с защитой на составном транзисторе и TL430/1
Начиная с величины выходного напряжения Vo = 15 В, выходной ток может достигать 2 А. На транзисторе Т2 выполнена схема ограничения тока, светодиод зажигается при перегрузке.

Бестрансформаторная схема на трёх диодах
Разделение функций выпрямления и стабилизации напряжения обеспечивает более низкие пульсации, чем в предыдущем случае.

Параллельный стабилизатор или мощный стабилитрон на TL430/1
В схеме параллельного стабилизатора мощный транзистор управляется программируемым стабилитроном. Данную схему рекомендуется использовать как блок защиты от перенапряжения. Значения в скобках приведены в качестве примера.

Стабилизатор для низковольтных батарей
Напряжение база-эмиттер транзистора Т2 (составляющее приблизительно 420 мВ при Iс = 1 мкА) служит опорным. Рекомендуется подбирать величину сопротивления R1 таким образом, чтобы транзистор ТЗ входил в режим насыщения, когда транзистор Т2 заперт. Потребление энергии в режиме работы без нагрузки — меньше 15 мкА.

Составной транзистор — регулирующий элемент для TL430/1
Сигнал обратной связи на управляющий вход интегрального стабилизатора TL, формирующийся на резисторе R2, должен быть равен 2,5 В. Значения в скобках приведены в качестве примера.

Работа стабилитрона

Подробности

Категория: Начинающим

Опубликовано 29.11.2013 14:41

Автор: Admin

Просмотров: 6070

Немного истории

Раньше, такого понятия, как стабилитрон не существовало. В середине двадцатого века, огромные ламповые приемники могли обойтись и без стабилитрона. Ведь такая лампа была довольно простой конструкцией: в него входил мощный трансформатор, имеющий только 2 вторичные обмотки, диодный мостик, 2 конденсатора, а так же резистор на 2 ватта.

Стабилизации тока в такой лампе не было. Первые стабилизаторы заработали в приемниках и передатчиках военных. Эти стабилизаторы были тоже ламповыми. СГ1П – именно этот стабилизатор использовали военные, он был газоразрядным и пальчиковым. Все это продолжалось до того, пока не придумали первые транзисторы. Транзисторы, а точнее схемы, которые были на них, были очень чувствительными к колебаниям основного питающего напряжения и поэтому, простой выпрямитель здесь уже не подошел. Именно поэтому, был создан первый стабилитрон, иногда его называют диодом.

Поделючение стабилитрона

Отсюда можно сделать вывод, что работа стабилитрона избавило ученых от всех предыдущих проблем. Но каков же принцип работы стабилитрона? Во-первых, нужно запомнить, что работа стабилитрона происходит только в цепях с постоянным током. Чтобы стабилитрон начал свою работу, нужно подать напряжение в обратной полярности, то есть получится, что на анод стабилитрона необходимо подать минус.

 Отсюда получается, что через стабилитрон будет протекать только обратный ток. Напряжение с выпрямителя иногда может и измениться, но в таком случае изменится и обратный ток, а все остальное (напряжение на самом стабилитроне, его нагрузка) остается таким же.

У стабилитрона есть некая особенность: он работает всегда на обратной ветви, так называемой, ВАХ, что означает вольт-амперная характеристика. U ст. – это параметр любого стабилитрона, означает напряжение стабилизации. I ст. – это основной ток стабилизации. Эти параметры для каждого стабилитрона свои, обычно они указываются в паспорте.

Маркировка стабилитронов

Чтобы немножко разбираться в диодах(стабилитронах), нужно знать несколько обозначений:

• 1 или же Г – это германий;
• 2  буква К – обозначает кремний;
• 3 или же А – будет означать, что перед вами арсенид галлия;
• Д – это означает диод;
• С – это стабилитронy;
• Т – транзистор;
• Л означает – светодиод.

Это были первая и вторая группа знаков для обозначений соответственно. Существует еще и третья группа знаков, она отвечает за то, где будет применяться стабилитрон.

• < Назад
• Вперёд >

Добавить комментарий

Ритейл 01Ф (02Ф) не включается: диагностика и ремонт

© 2010-2021 — ZIPSTORE.RU Запчасти и компоненты для торгового оборудования

Наш адрес: г. Москва, ул. Полярная, д. 31, стр. 1. Телефон: +7 495 649 16 77 (Skype, ICQ). Режим работы: понедельник — пятница с 9:00 до 18:00; суббота и воскресенье — выходной. Доставка по России, Белоруссии, Украине, Казахстану: Москва, Подольск, Сергиев Посад, Истра, Рязань, Курск, Липецк, Тула, Иваново, Воронеж, Ярославль, Тверь, Смоленск, Калуга, Белгород, Орел, Тамбов, Кострома, Брянск, Красноярск, Норильск, Кемерово, Новокузнецк, Новосибирск, Омск, Барнаул, Иркутск, Братск, Бийск, Улан-Удэ, Томск, Абакан, Чита, Горно-Алтайск, Кызыл, Санкт-Петербург, СПб, Выборг, Вологда, Череповец, Мурманск, Сыктывкар, Ухта, Архангельск, Северодвинск, Великий Новгород, Петрозаводск, Гомель, Гродно, Витебск, Могилев, Брест, Минск, Алма-Ата, Астана, Ереван, Киев, Днепропетровск, Львов, Ташкент, Могилев, Псков, Калининград, Нарьян-Мар, Уфа, Стерлитамак, Самара, Тольятти, Сызрань, Нижний Новгород, Арзамас, Саратов, Энгельс, Пермь, Ижевск, Казань, Набережные Челны, Бугульма, Пенза, Оренбург, Орск, Чебоксары, Новочебоксарск, Ульяновск, Киров, Йошкар-Ола, Саранск, Екатеринбург, Верхняя Пышма, Серов, Челябинск, Магнитогорск, Снежинск, Тюмень, Курган, Нижневартовск, Сургут, Надым, Ростов-на-Дону, Волгодонск, Таганрог, Волгоград, Волжский, Краснодар, Армавир, Астрахань, Майкоп, Владивосток, Уссурийск, Хабаровск, Комсомольск-на-Амуре, Советская Гавань, Южно-Сахалинск, Благовещенск, Петропавловск-Камчатский, Мирный, Ставрополь, Минеральные Воды, Махачкала, Нальчик, Алушта, Армянск, Джанкой, Евпатория, Керчь, Севастополь, Симферополь, Судак, Крым, Феодосия, Ялта. Сайт отвечает на вопросы: Как отремонтировать, настроить, установить оборудование? Где скачать документацию (инструкцию, мануал)? Где посмотреть партномер? Где купить запчасти (запасные части, зип), комплектующие, аксессуары и термоэтикетка, чековая лента для весов, термопринтеров штрих-кода, чековых принтеров? Обслуживание весов, кассовых аппаратов, термопринтеров, терминалов сбора данных, сканеров штрих-кода: каким образом возможно своими силами? Вас интересует наличие, цена, купить запчасти за наличный и безналичный расчет? — сделайте запрос нашим менеджерам. Официальный сайт компании Zipstore.ru.

Блок питания на стабилитроне и транзисторе своими руками

Рассмотренный далее стабилизированный блок питания является одним из первых устройств, которые собираются начинающими радиолюбителями. Это очень простой, но весьма полезный прибор. Для его сборки не нужны дорогостоящие компоненты, которые достаточно легко подобрать новичку в зависимости от требуемых характеристик блока питания.
Материал будет также полезен тем, кто желает более детально разобраться в назначении и расчете простейших радиодеталей. В том числе, вы подробно узнаете о таких компонентах блока питания, как:

• силовой трансформатор;
  
• диодный мост;
  
• сглаживающий конденсатор;
  
• стабилитрон;
  
• резистор для стабилитрона;
  
• транзистор;
  
• нагрузочный резистор;
  
• светодиод и резистор для него.

Также в статье детально рассказано, как подобрать радиодетали для своего блока питания и что делать, если нет нужного номинала. Наглядно будет показана разработка печатной платы и раскрыты нюансы этой операции. Несколько слов сказано конкретно о проверке радиодеталей перед пайкой, а также о сборке устройства и его тестировании.

Типовая схема стабилизированного блока питания

Всевозможных схем блоков питания со стабилизацией напряжения существует сегодня очень много. Но одна из самых простых конфигураций, с которой и стоит начинать новичку, построена всего на двух ключевых компонентах – стабилитроне и мощном транзисторе. Естественно, в схеме присутствуют и другие детали, но они вспомогательные.

Схемы в радиоэлектронике принято разбирать в том направлении, в котором по ним протекает ток. В блоке питания со стабилизацией напряжения все начинается с трансформатора (TR1). Он выполняет сразу несколько функций. Во-первых, трансформатор понижает сетевое напряжение. Во-вторых, обеспечивает работу схемы. В-третьих, питает то устройство, которое подключено к блоку.
Диодный мост (BR1) – предназначен для выпрямления пониженного сетевого напряжения. Если говорить другими словами, то в него заходит переменное напряжение, а на выходе получается уже постоянное. Без диодного моста не будет работать ни сам блок питания, ни устройства, которые будут к нему подключаться.
Сглаживающий электролитический конденсатор (C1) нужен для того, чтобы убирать пульсации, присутствующие в бытовой сети. На практике они создают помехи, которые отрицательно сказываются на работе электроприборов. Если для примера взять усилитель звука, запитанный от блока питания без сглаживающего конденсатора, то эти самые пульсации будут отчетливо слышны в колонках в виде постороннего шума. В других приборах помехи могут привести к некорректной работе, сбоям и прочим проблемам.
Стабилитрон (D1) – это компонент блока питания, который стабилизирует уровень напряжения. Дело в том, что трансформатор будет выдавать желаемые 12 В (например) только тогда, когда в сетевой розетке будет ровно 230 В. Однако на практике таких условий не бывает. Напряжение может как просаживаться, так и повышаться. То же самое трансформатор будет давать и на выходе. Благодаря своим свойствам стабилитрон выравнивает пониженное напряжение независимо от скачков в сети. Для корректной работы этого компонента нужен токоограничивающий резистор (R1). О нем более детально сказано ниже.
Транзистор (Q1) – нужен для усиления тока. Дело в том, что стабилитрон не способен пропускать через себя весь потребляемый прибором ток. Более того, корректно он будет работать только в определенном диапазоне, например, от 5 до 20 мА. Для питания каких-либо приборов этого откровенно мало. С данной проблемой и справляется мощный транзистор, открывание и закрывание которого управляется стабилитроном.
Сглаживающий конденсатор (C2) – предназначен для того же, что и вышеописанный C1. В типовых схемах стабилизированных блоков питания присутствует также нагрузочный резистор (R2). Он нужен для того, чтобы схема сохраняла работоспособность тогда, когда к выходным клеммам ничего не подключено.
В подобных схемах могут присутствовать и другие компоненты. Это и предохранитель, который ставится перед трансформатором, и светодиод, сигнализирующий о включении блока, и дополнительные сглаживающие конденсаторы, и еще один усиливающий транзистор, и выключатель. Все они усложняют схему, однако, повышают функциональность устройства.

Расчет и подбор радиокомпонентов для простейшего блока питания

Трансформатор подбирается по двум основным критериям – напряжению вторичной обмотки и по мощности. Есть и другие параметры, но в рамках материала они не особо важны. Если вам нужен блок питания, скажем, на 12 В, то трансформатор нужно подбирать такой, чтобы с его вторичной обмотки можно было снять чуть больше. С мощностью все то же самое – берем с небольшим запасом.
Основной параметр диодного моста – это максимальный ток, который он способен пропускать. На эту характеристику и стоит ориентироваться в первую очередь. Рассмотрим примеры. Блок будет использоваться для питания прибора, потребляющего ток 1 А. Это значит, что диодный мост нужно брать примерно на 1,5 А. Допустим, вы планируете питать какой-либо 12-вольтовый прибор мощностью 30 Вт. Это значит, что потребляемый ток будет около 2,5 А. Соответственно, диодный мост должен быть, как минимум, на 3 А. Другими его характеристиками (максимальное напряжение и прочее) в рамках такой простой схемы можно пренебрегать.

Дополнительно стоит сказать, что диодный мост можно не брать уже готовый, а собрать его из четырех диодов. В таком случае каждый из них должен быть рассчитан на ток, проходящий по схеме.
Для расчета емкости сглаживающего конденсатора применяются достаточно сложные формулы, которые в данном случае ни к чему. Обычно берется емкость 1000-2200 мкФ, и этого для простого блока питания будет вполне достаточно. Можно взять конденсатор и побольше, но это существенно удорожит изделие. Другой важный параметр – максимальное напряжение. По нему конденсатор подбирается в зависимости от того, какое напряжение будет присутствовать в схеме.
Здесь стоит учитывать, что на отрезке между диодным мостом и стабилитроном после включения сглаживающего конденсатора напряжение будет примерно на 30% выше, чем на выводах трансформатора. То есть, если вы делаете блок питания на 12 В, а трансформатор выдает с запасом 15 В, то на данном участке из-за работы сглаживающего конденсатора будет примерно 19,5 В. Соответственно, он должен быть рассчитан на это напряжение (ближайший стандартный номинал 25 В).
Второй сглаживающий конденсатор в схеме (C2) обычно берется небольшой емкости – от 100 до 470 мкФ. Напряжение на этом участке схемы будет уже стабилизированным, например, до уровня 12 В. Соответственно, конденсатор должен быть рассчитан на это (ближайший стандартный номинал 16 В).
А что делать, если конденсаторов нужных номиналов нет в наличии, и в магазин идти неохота (или банально нет желания их покупать)? В таком случае вполне возможно воспользоваться параллельным подключением нескольких конденсаторов меньшей емкости. При этом стоит учесть, что максимальное рабочее напряжение при таком подсоединении суммироваться не будет!
Стабилитрон подбирается в зависимости от того, какое напряжение нам нужно получить на выходе блока питания. Если подходящего номинала нет, то можно соединить несколько штук последовательно. Стабилизируемое напряжение, при этом, будет суммироваться. Для примера возьмем ситуацию, когда нам надо получить 12 В, а в наличии есть только два стабилитрона на 6 В. Соединив их последовательно мы и получим желаемое напряжение. Стоит отметить, что для получения усредненного номинала параллельное подключение двух стабилитронов не сработает.
Максимально точно подобрать токоограничивающий резистор для стабилитрона можно только экспериментально. Для этого в уже рабочую схему (например, на макетной плате) включается резистор номиналом примерно 1 кОм, а между ним и стабилитроном в разрыв цепи ставится амперметр и переменный резистор. После включения схемы нужно вращать ручку переменного резистора до тех пор, пока через участок цепи не потечет требуемый номинальный ток стабилизации (указывается в характеристиках стабилитрона).
Усиливающий транзистор подбирается по двум основным критериям. Во-первых, для рассматриваемой схемы он обязательно должен быть n-p-n структуры. Во-вторых, в характеристиках имеющегося транзистора нужно посмотреть на максимальный ток коллектора. Он должен быть немного больше, чем максимальный ток, на который будет рассчитан собираемый блок питания.
Нагрузочный резистор в типовых схемах берется номиналом от 1 кОм до 10 кОм. Меньшее сопротивление брать не стоит, так как в случае, когда блок питания не будет нагружен, через этот резистор потечет слишком большой ток, и он сгорит.

Разработка и изготовление печатной платы

Теперь вкратце рассмотрим наглядный пример разработки и сборки стабилизированного блока питания своими руками. В первую очередь, необходимо найти все присутствующие в схеме компоненты. Если нет конденсаторов, резисторов или стабилитронов нужных номиналов – выходим из ситуации вышеописанными путями.

Далее нужно будет спроектировать и изготовить печатную плату для нашего прибора. Начинающим лучше всего использовать для этого простое и, самое главное, бесплатное программное обеспечение, например, Sprint Layout.
Размещаем на виртуальной плате все компоненты согласно выбранной схемы. Оптимизируем их расположение, корректируем в зависимости от того, какие конкретно детали есть в наличии. На этом этапе рекомендуется перепроверять реальные размеры компонентов и сравнивать их с добавляемыми в разрабатываемую схему. Особое внимание обратите на полярность электролитических конденсаторов, расположение выводов транзистора, стабилитрона и диодного моста.
Если вы заходите добавить в блок питания сигнальный светодиод, то его можно будет включить в схему как до стабилитрона, так и после (предпочтительнее). Чтобы подобрать для него токоограничивающий резистор, необходимо выполнить следующий расчет. Из напряжения участка цепи вычитаем падение напряжения на светодиоде и делим результат на номинальный ток его питания. Пример. На участке, к которому мы планируем подключать сигнальный светодиод, имеется стабилизированные 12 В. Падение напряжения у стандартных светодиодов около 3 В, а номинальный ток питания 20 мА (0,02 А). Получаем, что сопротивление токоограничивающего резистора R=450 Ом.

Проверка компонентов и сборка блока питания

После разработки платы в программе переносим ее на стеклотекстолит, травим, лудим дорожки и удаляем излишки флюса.






После этого выполняем установку радиокомпонентов. Здесь стоит сказать, что не лишним будет сразу же перепроверить их работоспособность, особенно, если они не новые. Как и что проверять?
Обмотки трансформатора проверяются омметром. Где сопротивление больше – там первичная обмотка. Далее его нужно включить в сеть и убедиться, что он выдает требуемое пониженное напряжение. При его измерении соблюдайте предельную осторожность. Также учтите, что напряжение на выходе переменное, потому на вольтметре включается соответствующий режим.
Резисторы проверяются омметром. Стабилитрон должен «звониться» только в одном направлении. Диодный мост проверяем по схеме. Встроенные в него диоды должны проводить ток только в одном направлении. Для проверки конденсаторов потребуется специальный прибор для измерения электрической емкости. В транзисторе n-p-n структуры ток должен протекать от базы к эмиттеру и к коллектору. В остальных направлениях он протекать не должен.
Начинать сборку лучше всего с мелких деталей – резисторов, стабилитрона, светодиода. Затем впаиваются конденсаторы, диодный мост.
Особое внимание обращайте на процесс установки мощного транзистора. Если перепутать его выводы – схема не заработает. Кроме того, этот компонент будет достаточно сильно греется под нагрузкой, потому его необходимо устанавливать на радиатор.
Последним устанавливается самая большая деталь – трансформатор. Далее к выводам его первичной обмотки припаивается сетевая вилка с проводом. На выходе блока питания тоже предусматриваются провода.

Осталось только хорошенько перепроверить правильность установки всех компонентов, смыть остатки флюса и включить блок питания в сеть. Если все сделано правильно, то светодиод будет светиться, а на выходе мультиметр покажет желаемое напряжение.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ АНАЛОГ СТАБИЛИТРОНА

радиоликбез

 

Полупроводниковые стабилитроны нашли широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре. Выпускается широкий их ассортимент на напряжение стабилизации от 0,7 до 200 В. Однако в радиолюбительских условиях не всегда удается подобрать соответствующий стабилитрон, особенно если конструируемое устройство критично к напряжению стабилизации.

 

Стабилизатор, схема которого показана на рисунке, позволяет устранить эти трудности. Он имеет вольт-амперную характеристику такую же, как у стабилитрона, причем напряжение стабилизации можно регулировать в пределах 3…20 В резистором R1.

Аналог представляет собой двуступенный усилитель постоянного тока, охваченный глубокой отрицательной обратной связью через делитель напряжения R1—R3.

Напряжение стабилизации аналога определяется соотношением сопротивлений резисторов делителя, которое устанавливают таким, чтобы напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT1 было равно 0,7 В. При увеличении, например, напряжения на аналоге напряжение на базе транзистора VT1 тоже увеличится, что приведет к увеличению тока через транзистор VT2, а следовательно, к компенсации повышения входного напряжения. При указанных на схеме номиналах элементов регулируемый аналог стабилитрона имеет следующие характеристики:

Напряжение стабилизации при изменении сопротивления R1 от нуля до максимума, В . . . . . 3…20

Динамическое сопротивление при токе 5 мА, Ом………20…50

Температурный коэффициент напряжения, град^-1……..—3* 10^—3

Рассеиваемая мощность, мВт, не более . . . . . . . . . . . . 200

Для установки напряжения стабилизации аналог подключают к источнику постоянного напряжения 20…30 В через балластный резистор Rб сопротивлением 5… 10 кОм и подстроечным резистором R1 устанавливают необходимое напряжение на выводах аналога.

Д. ЛУКЬЯНОВ

Стабилитроны высокой мощности 50 Вт

Компании начинают осознавать потенциал новых рынков и возможности получения прибыли, поскольку они исследуют более комплексную модель «кремний для обслуживания», которая охватывает центр обработки данных и мобильную периферию. В частности, с сокращением ASP (средние цены продажи) и все более непомерно высокими затратами на проектирование на все более низких узлах многие компании ищут новые потоки доходов в широком диапазоне вертикалей, включая Интернет вещей (IoT).

Однако с учетом того, что количество установок Интернета вещей, как ожидается, будет увеличиваться примерно на 15–20% ежегодно до 2020 года, безопасность в настоящее время воспринимается как серьезная возможность, так и серьезная проблема для полупроводниковой промышленности.

Помимо услуг, концепция оборудования с открытым исходным кодом (OSH) и создание микросхем из разукрупненных, предварительно проверенных чиплетов начинает набирать обороты по мере того, как компании сокращают расходы и сокращают время вывода на рынок гетерогенных конструкций.

Конкретные стратегии раскрытия всего потенциала кремния и услуг, несомненно, будут различаться, поэтому для нас важно исследовать будущее, в котором полупроводниковые компании, а также различные отрасли, организации и правительственные учреждения будут играть открытую и совместную роль в помогая устойчиво монетизировать как микросхемы, так и услуги.

В 2016 и 2017 годах продолжались быстрые приобретения и консолидация отрасли:

• Компания Analog Devices приобрела Linear Technology
• Infineon приобрела International Rectifier
• Компания ROHM приобрела Powervation
.
• Renesas приобрела Intersil

Крупные производители полупроводников позиционируют себя, чтобы лучше конкурировать в нескольких вертикалях, включая облачные вычисления, искусственный интеллект (AI) и беспилотные автомобили.Согласно KPMG, многие компании все чаще рассматривают слияния и поглощения (M&A) как единственный способ стимулировать рост реальной выручки, делая новый акцент на вопросе «производить или покупать», при этом многие выбирают ответ «покупать».

Одновременно с этим продолжали расти затраты на разработку микросхем, что существенно влияло на количество разработок в усовершенствованных узлах. В частности, общее количество запусков SoC с расширенной производительностью многоядерных процессоров в первый раз практически не изменилось и выросло лишь незначительно за последние пять лет.Хотя цены на дизайн неуклонно растут с 40 нм, аналитиков больше всего беспокоит увеличение затрат на дизайн на 7 и 5 нм.

Рич Вавжиняк, старший аналитик Semico Research, подтверждает, что начало проектирования, превышающее 10 нм, будет сдерживаться ростом затрат на разработку. Хотя общее количество проектов, которые переносятся на новые узлы, может не сильно отличаться от предыдущих обновлений геометрии процесса, Вавжиняк говорит, что сроки для таких переходов большинством компаний будут более продолжительными.

Совершенно очевидно, что необходимы новые модели как для НИОКР, так и для доходов, поскольку усиление консолидации отрасли и ослабление АСП в долгосрочной перспективе невозможно. Именно поэтому отрасль стремится к Интернету вещей для создания дополнительных потоков доходов, и аналитики McKinsey Global Institute (MGI) оценивают, что IoT может иметь ежегодный экономический эффект от 3,9 до 11,1 триллиона долларов к 2025 году по нескольким вертикалям. Однако с учетом того, что количество установок Интернета вещей, как ожидается, будет увеличиваться примерно на 15–20% в год до 2020 года, безопасность считается как серьезной возможностью, так и проблемой для полупроводниковых компаний.

Таким образом, MGI рекомендует создавать решения безопасности, которые позволяют компаниям, производящим полупроводники, расширяться в смежные области бизнеса и разрабатывать новые бизнес-модели. Например, компании могут помочь в создании предложений по комплексной безопасности, которые необходимы для успеха Интернета вещей. В идеале, по мнению MGI, отрасль должна играть ведущую роль при разработке таких предложений, чтобы гарантировать, что они получат свою справедливую долю в цепочке создания стоимости.

С нашей точки зрения, решения для сквозной безопасности Интернета вещей, развернутые как платформа как услуга (PaaS), имеют решающее значение для оказания помощи полупроводниковым компаниям в получении возобновляемых доходов от реализации конкретных услуг.Для клиентов PaaS предлагает простой способ безопасной разработки, запуска и управления приложениями и устройствами без сложностей, связанных с построением и обслуживанием сложной инфраструктуры.

Такие решения безопасности, которые также могут использовать аппаратный корень доверия, должны поддерживать идентификацию устройства и взаимную аутентификацию (верификацию), регулярные проверки аттестации, безопасные обновления устройств по беспроводной сети (OTA), аварийное восстановление и ключ управление, а также вывод из эксплуатации и переназначение ключей для лучшего управления устройствами и смягчения различных атак, включая распределенный отказ в обслуживании (DDoS).

Умные города

Недоступные микросхемы — такие как микросхемы, встроенные в инфраструктуру интеллектуального города Интернета вещей — могут предложить полупроводниковым компаниям возможность реализовать долгосрочную модель PaaS «кремний для обслуживания». Действительно, инфраструктура будущего умного города почти наверняка будет спроектирована с использованием микросхем в труднодоступных местах, включая подземные водопроводные трубы, воздуховоды для кондиционирования воздуха, а также под улицами и на парковках.

Интеллектуальное уличное освещение, гибкие вывески и Bluetooth-маяки нового поколения также требуют перспективных решений, чтобы избежать постоянного физического обслуживания и обновлений.Следовательно, микросхема, обеспечивающая питание инфраструктуры умного города, должна поддерживать безопасную конфигурацию функций в полевых условиях, а также различные услуги на основе PaaS, такие как расширенная аналитика, предупреждения о профилактическом обслуживании, алгоритмы самообучения и интеллектуальное проактивное взаимодействие с клиентами.

Умные дома

Прогнозируется, что к 2020 году глобальный рынок умного дома достигнет стоимости не менее 40 миллиардов долларов. По данным Markets and Markets, рост пространства умного дома можно объяснить множеством факторов, в том числе значительными достижениями в секторе Интернета вещей; возрастающие требования к удобству, безопасности и защищенности потребителей; более выраженная потребность в энергосберегающих решениях с низким уровнем выбросов углерода.Однако, как мы уже обсуждали ранее, крайне важно обеспечить реализацию безопасности Интернета вещей на этапе проектирования продукта, чтобы предотвратить использование злоумышленниками устройств умного дома и прерывание обслуживания.

В дополнение к потенциально прибыльным возможностям кибербезопасности для компаний, производящих полупроводники, устройства «умный дом» обещают создать повторяющиеся потоки доходов для поддержки устойчивой модели «от кремния к услугам». В качестве примера Кристопер Дин из MarketingInsider выделяет популярные устройства Echo от Amazon.Поскольку уже продано не менее 15 миллионов Echo, пользователи Echo, скорее всего, станут активными потребителями Amazon, используя устройство для отслеживания списков желаний и поиска товаров, которые им впоследствии предлагается купить. Между тем, Nest использует данные термостата в качестве платформы для предложения услуг по управлению энергопотреблением коммунальным компаниям в Соединенных Штатах, при этом компании платят за значимую и действенную информацию о клиентах по подписке.

Автомобильная промышленность

По данным IC Insights, в период с 2016 по 2021 год продажи микросхем для автомобильных систем и Интернета вещей будут расти на 70% быстрее, чем общие доходы от IC.В частности, продажи интегральных схем для автомобилей и других транспортных средств, по прогнозам, вырастут с 22,9 млрд долларов в 2016 году до 42,9 млрд долларов в 2021 году, а доходы от функциональности Интернета вещей увеличатся с 18,4 млрд долларов в 2016 году до 34,2 млрд долларов в 2021 году.

Прогнозируемый рост продаж автомобильных микросхем неудивителен, поскольку современные автомобили, по сути, представляют собой сеть сетей, оснащенных рядом встроенных методов и возможностей связи. Однако это означает, что автомобили теперь более уязвимы для кибератак, чем когда-либо прежде.

Потенциальные уязвимости системы безопасности включают незащищенную связь между транспортными средствами, несанкционированный сбор информации о водителе или пассажирах, захват контроля над критически важными системами, такими как тормоза или акселераторы, перехват данных транспортного средства, вмешательство в работу сторонних ключей и изменение избыточного кода. обновления прошивки по воздуху (OTA). Что касается последнего, производители автомобилей сейчас сосредоточены на предоставлении безопасных OTA-обновлений для различных систем, при этом глобальный рынок автомобильных OTA-обновлений, по прогнозам, будет расти со среднегодовым темпом роста 18.2% с 2017 по 2022 год и достигнет 3,89 миллиарда долларов к 2022 году.

Производители автомобилей также работают над тем, чтобы в цепочке поставок транспортных средств не было украденных и контрафактных компонентов. Тем не менее, широкий спектр устройств с серого рынка все еще можно найти для питания дорогостоящих модулей, таких как бортовые информационно-развлекательные системы и фары, а также в критически важных системах безопасности, включая модули подушек безопасности, тормозные модули и органы управления трансмиссией. Таким образом, защита периферийных устройств и компонентов транспортных средств от несанкционированного доступа за счет реализации ряда многоуровневых аппаратных и программных решений безопасности стала приоритетной задачей для ряда производителей автомобилей.

Помимо внедрения многоуровневых решений безопасности, полупроводниковая промышленность явно выиграет от принятия подхода IoT «как услуга» к автомобильному сектору. Например, компании могут развернуть автомобильные системы на основе датчиков, которые заранее обнаруживают потенциальные проблемы и неисправности. Это решение, которое в наиболее оптимальной конфигурации сочетает в себе микросхемы и услуги, может быть продано как аппаратный и программный продукт или развернуто как услуга с ежемесячной или ежегодной абонентской платой.

Медицина и здравоохранение

Имплантированные медицинские устройства с длительным сроком службы, несомненно, потребуют от полупроводниковой промышленности высокой степени готовности к будущему, чтобы избежать частых физических обновлений и технического обслуживания. Шрихари Яманур, специалист по дизайну в области исследований и разработок в Stellartech Research Corp., отмечает, что медицинские устройства в конечном итоге будут адаптированы для удовлетворения потребностей отдельных пациентов, что приведет к расширению применения точной медицины.

Кроме того, ожидается, что отрасль медицинского страхования будет использовать машинное обучение для оптимизации и снижения стоимости медицинского обслуживания, в то время как цифровые медицинские устройства также будут использоваться страховой отраслью для выявления пациентов из группы риска и оказания помощи.Поэтому медицинские устройства, особенно имплантируемые модели, должны быть спроектированы таким образом, чтобы поддерживать «модель перехода от кремния к услугам» через конфигурацию функций на месте и безопасные обновления OTA, а также услуги на основе PaaS, включая сбор и анализ соответствующих данных; проактивное обслуживание, продвинутые алгоритмы; и интуитивно понятный интерфейс как для пациентов, так и для врачей.

Аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом и дезагрегированные чиплеты

Наряду с услугами, оборудование с открытым исходным кодом, предлагаемое такими организациями и компаниями, как RISC-V и SiFive, начало положительно влиять на индустрию полупроводников, поощряя инновации, сокращая затраты на разработку и ускоряя время вывода продукта на рынок.

Успех программного обеспечения с открытым исходным кодом — в отличие от закрытого, огороженного сада — продолжает создавать важный прецедент для полупроводниковой промышленности. Столкнувшись с непомерно высокими затратами на разработку, ряд компаний предпочитают избегать ненужных сборщиков дорожных сборов, уделяя больше внимания архитектуре с открытым исходным кодом, поскольку они работают над созданием новых потоков доходов, ориентированных на услуги.

Помимо аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом, концепция построения кремния из предварительно проверенных чиплетов начинает набирать обороты, поскольку полупроводниковая промышленность движется к снижению затрат и сокращению времени вывода на рынок гетерогенных конструкций.По словам Анны Стефоры Мутшлер из Semiconductor Engineering, концепция чиплета некоторое время находилась в стадии разработки, хотя исторически она воспринималась как потенциальное направление будущего, а не реальное решение в тени убывающего закона Мура. Это восприятие начинает меняться по мере увеличения сложности конструкции, особенно в усовершенствованных узлах (10/7 нм), а также по мере объединения новых рынков, требующих частично настраиваемых решений.

Концепция предварительно проверенных чиплетов вызвала интерес U.Агентство перспективных исследовательских проектов S. Defense (DARPA), которое недавно развернуло свою программу Общей гетерогенной интеграции и стратегий повторного использования IP (CHIPS). В сотрудничестве с полупроводниковой промышленностью успешная реализация CHIPS позволила бы увидеть ряд IP-блоков, подсистем и микросхем, объединенных на переходнике в корпусе, подобном 2.5D.

Инициатива CHIPS заняла центральное место в августе 2017 года, когда участники из военного, коммерческого и академического секторов собрались в штаб-квартире DARPA на официальном стартовом совещании по программе Агентства по стратегии общей гетерогенной интеграции и повторного использования интеллектуальной собственности (ИС).

Как сообщил на конференции д-р Дэниел Грин из DARPA, программа направлена ​​на разработку новой технологической структуры, в которой различные функции и блоки интеллектуальной собственности, в том числе хранение данных, вычисления, обработка сигналов, а также управление формой и потоком данных — можно разделить на небольшие чиплеты. Затем их можно смешивать, сопоставлять и комбинировать на промежуточном элементе, что-то вроде соединения частей головоломки. Фактически, говорит Грин, вся обычная печатная плата с множеством различных, но полноразмерных микросхем в конечном итоге может быть уменьшена до гораздо меньшего промежуточного устройства, содержащего кучу, но гораздо меньших микросхем.

Согласно DARPA, конкретные технологии, которые могут появиться в результате инициативы CHIPS, включают компактную замену целых печатных плат, сверхширокополосные радиочастотные (РЧ) системы и системы быстрого обучения для извлечения интересной и действенной информации из гораздо больших объемов обычных данных. .

Возможно, неудивительно, что полупроводниковая промышленность уже рассматривает дезагрегированный подход в виде микросхем SerDes и специализированных маломощных интерфейсов «кристалл-кристалл» для конкретных приложений.Безусловно, жизнеспособное разделение кремниевых компонентов может быть достигнуто путем перемещения высокоскоростных интерфейсов, таких как SerDes, на отдельные кристаллы в форме чиплетов SerDes, смещения IP аналогового датчика на отдельные аналоговые микросхемы и реализации перехода кристалла с очень низким энергопотреблением и малой задержкой. die интерфейсы через MCM или через переходник с использованием технологии 2.5D.

Помимо использования заведомо исправной матрицы для SerDes в более зрелых узлах (N-1) или наоборот, ожидается, что дезагрегация упростит создание нескольких SKU при оптимизации затрат и снижении риска.Точнее, при дезагрегировании SoC будут разбиты на более высокопроизводительные и меньшие матрицы, что позволит компаниям создавать определенные конструкции с несколькими вариантами. Действительно, интерфейсы «от кристалла к кристаллу» могут более легко адаптироваться к различным приложениям, связанным с памятью, логикой и аналоговыми технологиями. Вдобавок, интерфейсы «от кристалла к кристаллу» не требуют соответствующей скорости линии / передачи и количества полос, в то время как FEC может потребоваться, а может и не потребоваться в зависимости от требований к задержке.

Следует отметить, что несколько компаний активно занимаются агрегацией SoC / ASIC для коммутаторов и других систем.Точно так же полупроводниковая промышленность разрабатывает ASIC с интерфейсами «кристалл-кристалл» на ведущих узлах FinFET, в то время как по крайней мере один серверный чип следующего поколения разрабатывается с дезагрегированным вводом-выводом на отдельном кристалле.

Заключение

За последние пять лет полупроводниковая промышленность столкнулась с множеством сложных проблем. К ним относятся увеличенные затраты на разработку, размытие ASP, насыщение рынка и повышенная, но неустойчивая деятельность по слияниям и поглощениям. В течение 2018 года полупроводниковая промышленность продолжает стремиться к возвращению к стабильности и органическому росту в рамках параметров новой бизнес-парадигмы, одновременно жизнеспособной и основанной на сотрудничестве.В этом контексте компании, производящие полупроводники, осознают потенциал новых рынков и возможности получения дохода в дальнейшем, поскольку они исследуют более комплексную модель «кремний для обслуживания», которая охватывает центр обработки данных и мобильную периферию.

Сюда входят решения для сквозной безопасности IoT и услуги на основе PaaS, такие как конфигурация функций на месте, расширенная аналитика, предупреждения о профилактическом обслуживании, алгоритмы самообучения и интеллектуальное упреждающее взаимодействие с клиентами. Помимо услуг, концепция аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом и построения микросхем из разукрупненных, предварительно проверенных чиплетов начинает набирать обороты, поскольку компании переходят к сокращению затрат и сокращению времени вывода на рынок гетерогенных конструкций.

Конкретные стратегии раскрытия полного потенциала полупроводников, несомненно, будут различаться, поэтому для нас важно изучить будущее, в котором отрасль, наряду с различными исследовательскими организациями и государственными учреждениями, будет играть открытую и совместную роль в содействии устойчивой монетизации и кремний, и сервисы.

Для получения дополнительной информации по этой теме посетите сайт Rambus.

Шрикант Лохокаре, доктор философии, является вице-президентом и исполнительным директором Global Semiconductor Alliance в Северной Америке.

Стабилитрон делает паршивый стабилизатор

Стабилитрон часто используется для создания опорного напряжения. В учебных пособиях и даже учебных пособиях упоминается создание стабилизатора на основе стабилитрона. Идея состоит в том, что стабилитрон поддерживает известное падение напряжения. Проблема в том, что текущее имеет значение. В этом посте представлен краткий обзор стабилитронов и показано, что произошло, когда я попытался запитать микроконтроллер с помощью «стабилизатора стабилитрона».

Обзор стабилитронов

Краткий обзор, если вы не знакомы с стабилитронами.Как и обычные диоды, стабилитроны имеют низкое прямое напряжение. Обычно у вас напряжение около 0,7. Однако разные наборы материалов могут иметь разное прямое напряжение.

Также, как и в обычных диодах, существует обратное напряжение пробоя. Если вы посмотрите на здоровенный диод, такой как 1n4001, вы обнаружите, что напряжение пробоя начинается с 50 вольт.

1n4001 Напряжение обратного пробоя

Стабилитроны

уникальны тем, что их обратное напряжение пробоя относительно низкое. Например, у меня таких 3.3, 5,0, 9,1 и 12 вольт. (Интересные цифры, не правда ли?)

Кривая показывает, что выше прямого напряжения и «ниже» обратного напряжения диод проводит. Я поместил ниже в кавычки, потому что это предполагает отрицательный потенциал. Этот комментарий не означает, что вам нужен источник отрицательного напряжения, просто диод имеет обратное смещение. Также известен как обернулся.

Стабилитрон

Как уже упоминалось, идея стабилитрона заключается в том, что на диоде падает стабильное напряжение при обратном смещении.Более того, с такими значениями, как 3.3 и 5.0, о которых я говорил ранее, это начинает звучать как хороший вариант, не так ли?

BZX79C3V3 от Fairchild (на полу)

Давайте возьмем BZX79C3V3 в качестве примера стабилитрона. Обратите внимание в таблице характеристик, что обратное напряжение составляет 3,3 В при 5,0 мА.

Идея состоит в том, что вы выбираете номинал резистора, возможно, даже прецизионное значение, чтобы создать достаточный ток для обратного смещения стабилитрона на 5,0 мА.

Однако есть проблема с этой базовой схемой.Ток, протекающий через нагрузку, также должен протекать через резистор. В соответствии с законом Ома падение напряжения на резисторе изменяется в зависимости от протекающего тока.

Питание ESP8266 с стабилизатором стабилитрона

Используя приведенную выше схему, я попытался запитать ESP8266 от источника питания 5,0 В. Перед построением этой схемы я измерил, что ток, потребляемый ESP8266, составляет 60 мА при питании от источника питания 3,3 В.

При использовании стабилитрона 3,3 В на последовательном резисторе падает 1.7 вольт. При 60 мА на нагрузке и 5 мА для стабилитрона закон Ома говорит нам, что нам нужен резистор 28 Ом. Ближайшее значение, которое у меня есть, 22 Ом.

Когда я подключил схему, с ESP8266 ничего не произошло. Узел VOUT измерял около 0,9 вольт. Что еще хуже, независимо от того, какое напряжение источника я сделал, на узле VOUT оставалось 0,9 вольт.

Догадываясь, я уменьшил сопротивление резистора примерно на 10 Ом.

Когда я измерил мультиметром, то увидел только 1.8 вольт на делителе. Однако ESP8266 работал. После сброса ESP8266 увидел 2,5 вольта. И в зависимости от того, какой вес был на моей левой или правой ноге, любое промежуточное значение.

Так что, черт возьми, здесь происходит? Ну, во-первых, спасибо, что продолжаете читать, прежде чем переходить к комментариям, чтобы сказать следующее утверждение. Вы не можете рассматривать микроконтроллер, особенно систему на кристалле (SOC), как постоянную нагрузку.

Когда я нажимаю и удерживаю кнопку RESET, узел Vout переходит к хорошему чистому 3.4 вольта. В этот момент большинство активных цепей в микросхеме отключено.

Поскольку ESP8266 был нагрузкой с высоким сопротивлением, почти весь ток в этой цепи протекает через последовательный резистор и ESP8266. Величина тока была ошеломляющей, почти 200 мА. Что ж, ошеломляюще, когда можно было ожидать только около шестидесяти.

Больше проблем с стабилитроном

Все это упражнение было направлено на то, чтобы показать, почему стабилитрон — плохой стабилизатор. Падение напряжения слишком сильно зависит от тока, протекающего через переход.Это означает, что «схема регулятора» зависит от постоянной нагрузки. Любое активное устройство вызовет нестабильность узла VOUT.

Так что же хорошего в этой схеме стабилитрона? Ну это не регулятор. Вместо этого это ссылка.

Например, вы можете использовать аналогичную схему на AREF Arduino. Допустим, вы используете аналоговый датчик, который выдает максимум 3 вольта. Использование опорного стабилитрона может дать аналого-цифровому преобразователю большее разрешение.

Вы можете использовать стабилитрон в качестве эталона для операционного усилителя.Эта схема не слишком отличается от того, как работают линейные регуляторы.

Урок здесь в том, что если вы хотите использовать схему стабилизатора на стабилитроне, вам необходимо пересмотреть свою конструкцию. В некоторых очень редких или сложных случаях это сработает.

Если вы использовали стабилитрон в качестве регулятора, а не для справки, оставьте комментарий ниже. Я хотел бы услышать, как вы это использовали.

Как выбрать источник опорного напряжения

Почему именно опорное напряжение?

Это аналоговый мир.Все электронные устройства должны каким-то образом взаимодействовать с «реальным» миром, будь то автомобиль, микроволновая печь или мобильный телефон. Для этого электроника должна иметь возможность сопоставлять реальные измерения (скорость, давление, длина, температура) с измеряемой величиной в мире электроники (напряжением). Конечно, чтобы измерить напряжение, вам понадобится эталон, по которому нужно будет измерить. Этот стандарт является эталоном напряжения. Вопрос для любого разработчика системы не в том, нужен ли ему источник опорного напряжения, а в том, какой именно?

Опорное напряжение — это просто цепь или элемент схемы, обеспечивающий известный потенциал до тех пор, пока этого требует схема.Это могут быть минуты, часы или годы. Если продукту требуется информация о мире, такая как напряжение или ток батареи, потребляемая мощность, размер или характеристики сигнала, или идентификация неисправности, то рассматриваемый сигнал необходимо сравнить со стандартом. Каждый компаратор, АЦП, ЦАП или цепь обнаружения должны иметь опорное напряжение, чтобы выполнять свою работу (рисунок 1). Сравнивая интересующий сигнал с известным значением, любой сигнал может быть точно определен количественно.

Рисунок 1. Типичное использование источника опорного напряжения для АЦП

Справочные спецификации

Опоры напряжения

бывают разных форм и предлагают различные функции, но, в конечном итоге, точность и стабильность являются наиболее важными характеристиками опорного напряжения, поскольку основная цель источника опорного напряжения — обеспечить известное выходное напряжение.Отклонение от этого известного значения является ошибкой. Спецификации опорного напряжения обычно предсказывают неопределенность опорного напряжения при определенных условиях, используя следующие определения.

Таблица 1. Технические характеристики опорных источников высокого напряжения

	Температурный коэффициент	Начальная точность	I S	Архитектура	В ВЫХ	Шум напряжения *	Долгосрочный дрейф	Пакет
LT1031	5 частей на миллион / ° C	0.05%	1,2 мА	Зенер погребенный	10 В	0,6 частей на миллион	15 частей на миллион / кЧ	H
LT1019	5 частей на миллион / ° C	0,05%	650 мкА	Ширина запрещенной зоны	2,5 В, 4,5 В, 5 В, 10 В	2,5 частей на миллион		СО-8, ПДИП
LT1027	5 частей на миллион / ° C	0.05%	2,2 мА	Зенер погребенный	5V	0,6 частей на миллион	20 частей на миллион / месяц	СО-8, ПДИП
LT1021	5 частей на миллион / ° C	0,05%	800 мкА	Зенер погребенный	5В, 7В, 10В	0,6 частей на миллион	15 частей на миллион / кЧ	SO-8, PDIP, H
LTC6652	5 частей на миллион / ° C	0.05%	350 мкА	Ширина запрещенной зоны	1,25 В, 2,048 В, 2,5 В, 3 В, 3,3 В, 4,096 В, 5 В	2,1 частей на миллион	60 частей на миллион / √kHr	MSOP
LT1236	5 частей на миллион / ° C	0,05%	800 мкА	Зенер погребенный	5 В, 10 В	0,6 частей на миллион	20 частей на миллион / кЧ	СО-8, ПДИП
LT1461	3 частей на миллион / ° C	0.04%	35 мкА	Ширина запрещенной зоны	2,5 В, 3 В, 3,3 В, 4,096 В, 5 В	8 частей на миллион	60 частей на миллион / √kHr	СО-8
LT1009	15 частей на миллион / ° C	0,2%	1,2 мА	Ширина запрещенной зоны	2,5 В		20 частей на миллион / кЧ	МСОП-8, СО-8, З
LT1389	20 частей на миллион / ° C	0.05%	700 нА	Ширина запрещенной зоны	1,25 В, 2,5 В, 4,096 В, 5 В	20 частей на миллион		СО-8
LT1634	10 частей на миллион / ° C	0,05%	7 мкА	Ширина запрещенной зоны	1,25 В, 2,5 В, 4,096 В, 5 В	6 частей на миллион		СО-8, МСОП-8, З
LT1029	20 частей на миллион / ° C	0.20%	700 мкА	Ширина запрещенной зоны	5V		20 частей на миллион / кЧ	Z
LM399	1 частей на миллион / ° C	2%	15 мА	Зенер погребенный	7V	1 часть на миллион	8 частей на миллион / √kHr	H
LTZ1000	0.05 частей на миллион / ° C	4%		Зенер погребенный	7,2 В	0,17 частей на миллион	2 мкВ / √кЧ	H
* 0,1–10 Гц, размах

Начальная точность

Отклонение выходного напряжения, измеренное при заданной температуре, обычно 25 ° C. Хотя начальное выходное напряжение может варьироваться от блока к блоку, если оно постоянно для данного блока, то его можно легко откалибровать.

Температурный дрейф

Эта спецификация является наиболее широко используемой для оценки характеристик опорного напряжения, поскольку она показывает изменение выходного напряжения в зависимости от температуры. Температурный дрейф вызывается дефектами и нелинейностями в элементах схемы и часто в результате является нелинейным.

Для многих деталей температурный дрейф TC, указанный в ppm / ° C, является основным источником ошибок. Для деталей с постоянным дрейфом возможна калибровка. Распространенное заблуждение относительно дрейфа температуры состоит в том, что он линейный.Это приводит к таким предположениям, как «дрейф детали будет меньше в меньшем диапазоне температур». Часто бывает наоборот. TC обычно определяется с помощью «блочного метода», чтобы дать представление о вероятной ошибке во всем диапазоне рабочих температур. Это расчетное значение, основанное только на минимальном и максимальном значениях напряжения, и не учитывает температуры, при которых возникают эти экстремумы.

Для опорных значений напряжения, которые очень линейны в указанном диапазоне температур, или для тех, которые не настроены тщательно, можно предположить, что ошибка наихудшего случая пропорциональна диапазону температур.Это связано с тем, что максимальное и минимальное выходные напряжения, скорее всего, будут обнаружены при максимальной и минимальной рабочих температурах. Однако для очень тщательно настроенных эталонов, часто идентифицируемых по очень низкому температурному дрейфу, нелинейный характер эталона может преобладать.

Например, эталонное значение, указанное как 100 ppm / ° C, имеет тенденцию выглядеть совершенно линейным в любом диапазоне температур, поскольку дрейф из-за несовпадения компонентов полностью скрывает присущую нелинейность. Напротив, температурный дрейф эталона, заданного как 5ppm / ° C, будет определяться нелинейностями.

Это можно легко увидеть на графике зависимости выходного напряжения от температуры на Рисунке 2. Обратите внимание, что здесь представлены две возможные температурные характеристики. Некомпенсированная запрещенная зона выглядит как парабола с минимумом на экстремумах температуры и максимумом в середине. Запрещенная зона с температурной компенсацией, такая как LT1019, показанная здесь, выглядит как S-образная кривая с наибольшим наклоном около центра температурного диапазона. В последнем случае нелинейность усугубляется, так что совокупная неопределенность по температуре уменьшается.

Рисунок 2. Температурные характеристики опорного напряжения

Наилучшее использование спецификации температурного дрейфа — вычисление максимальной общей погрешности в указанном диапазоне температур. Обычно не рекомендуется рассчитывать погрешности в неопределенных диапазонах температур, если характеристики температурного дрейфа не изучены.

Долгосрочная стабильность

Это мера тенденции опорного напряжения к изменению во времени, независимо от других переменных.Начальные сдвиги в значительной степени вызваны изменениями механического напряжения, обычно из-за разницы в скоростях расширения выводной рамы, штампа и компаунда пресс-формы. Этот стрессовый эффект имеет тенденцию иметь большой начальный сдвиг, который быстро уменьшается со временем. Начальный дрейф включает также изменение электрических характеристик элементов схемы, в том числе установление характеристик устройства на атомарном уровне. Более длительные сдвиги вызваны электрическими изменениями в элементах схемы, которые часто называют «старением».Этот дрейф имеет тенденцию происходить с меньшей скоростью по сравнению с первоначальным дрейфом и со временем снижаться. Поэтому часто указывается как дрейф / √kHr. Эталоны напряжения имеют тенденцию к более быстрому старению при более высоких температурах.

Температурный гистерезис

Эта спецификация, о которой часто забывают, также может быть основным источником ошибок. Он носит механический характер и является результатом изменения напряжения штампа из-за термоциклирования. Гистерезис можно наблюдать как изменение выходного напряжения при заданной температуре после большого температурного цикла.Он не зависит от температурного коэффициента и временного дрейфа и снижает эффективность начальной калибровки напряжения.

Большинство эталонов имеют тенденцию изменяться вокруг номинального выходного напряжения во время последующих температурных циклов, поэтому тепловой гистерезис обычно ограничивается предсказуемым максимальным значением. У каждого производителя свой метод определения этого параметра, поэтому типовые значения могут вводить в заблуждение. Данные распределения, представленные в таблицах данных, таких как LT1790 и LTC6652, гораздо более полезны при оценке погрешности выходного напряжения.

Другие характеристики

Дополнительные технические характеристики, которые могут быть важны в зависимости от требований приложения, включают:

• Шум напряжения
• Регламент линейки / PSRR
• Нормы нагрузки
• Падение напряжения
• Диапазон поставок
• Ток потребления

Справочные типы

Два основных типа опорного напряжения — шунтирующий и последовательный. В таблице 2 приведен список серий линейных устройств и опорных напряжений шунта.

Таблица 2. Эталоны напряжения доступны от Linear Technology

Тип	Часть	Описание
серии	LT1019	Прецизионная ширина запрещенной зоны
	LT1021	Прецизионный малошумящий стабилитрон
	LT1027	Precision 5V Скрытый стабилитрон
	LT1031	Прецизионный стабилитрон 10 В с низким уровнем шума / малым дрейфом
	LT1236	Прецизионный малошумящий стабилитрон
	LT1258	Micropower LDO Ширина запрещенной зоны
	LT1460	Прецизионная запрещенная зона для микромощностей
	LT1461	Micropower Сверхточная запрещенная зона
	LT1790	Микромощная ширина запрещенной зоны с малым падением напряжения
	LT1798	Micropower LDO Ширина запрещенной зоны
	LT6650	Микромощность 400 мВ / регулируемая ширина запрещенной зоны
	LTC6652	Прецизионная полоса пропускания LDO с низким уровнем шума
Шунт	LM129	Точность 6.9В похороненный стабилитрон
	LM185	Micropower 1.2V / 2.5V стабилитрон
	LM399	Precision 7V Стабилитрон с подогревом
	LT1004	Micropower 1.2V / 2.5V Bandgap
	LT1009	Прецизионная ширина запрещенной зоны 2,5 В
	LT1029	Ширина запрещенной зоны 5 В
	LT1034	Micropower Dual (1.Ширина запрещенной зоны 2 В / стабилитрон 7 В)
	LT1389	Прецизионная запрещенная зона Nanopower
	LT1634	Прецизионная запрещенная зона для микромощностей
	LTZ1000	Сверхточный стабилитрон с подогревом

Каталожные номера шунта

Шунтирующий источник опорного напряжения — это двухконтактный тип, обычно рассчитанный на работу в указанном диапазоне токов. Хотя большинство шунтов имеют ширину запрещенной зоны и могут работать с различными напряжениями, их можно представить себе, и они так же просты в использовании, как стабилитроны.

Наиболее распространенная схема связывает один вывод опорного сигнала с землей, а другой вывод — с резистором. Оставшийся вывод резистора подключается к источнику питания. По сути, это становится трехконтактной схемой. Общий вывод опорного сигнала / резистора является выходом. Резистор должен быть выбран таким образом, чтобы минимальный и максимальный токи через опорный ток находились в пределах указанного диапазона во всем диапазоне питания и диапазоне тока нагрузки. Эти эталоны довольно легко спроектировать при условии, что напряжение питания и ток нагрузки не сильно различаются.Если один из них или оба могут существенно измениться, то резистор должен быть выбран так, чтобы учесть это отклонение, часто заставляя схему рассеивать значительно больше мощности, чем требуется для номинального случая. В этом смысле его можно рассматривать как усилитель класса А.

Преимущества шунтирующих эталонов включают простую конструкцию, небольшие размеры и хорошую стабильность в широком диапазоне токов и нагрузок. Кроме того, они легко спроектированы как источники отрицательного напряжения и могут использоваться с очень высокими напряжениями питания, поскольку внешний резистор удерживает большую часть потенциала, или с очень низкими напряжениями, так как выходное напряжение может быть всего на несколько милливольт ниже поставка.Linear Technology предлагает шунтирующие устройства, включая LT1004, LT1009, LT1389, LT1634, LM399 и LTZ1000. Типичная шунтирующая цепь представлена ​​на рисунке 3.

Рисунок 3. Шунтирующее опорное напряжение

Справочная информация серии

Ссылки серии

— это три (или более) оконечных устройства. Они больше похожи на регуляторы с малым падением напряжения (LDO), поэтому обладают многими из тех же преимуществ. В частности, они потребляют относительно фиксированную величину тока питания в широком диапазоне напряжений питания и проводят ток нагрузки только тогда, когда этого требует нагрузка.Это делает их идеальными для цепей с большими перепадами напряжения питания или тока нагрузки. Они особенно полезны в цепях с очень большими токами нагрузки, поскольку между опорным сигналом и источником питания нет последовательного резистора.

Продукты серии

, доступные от Linear Technology, включают LT1460, LT1790, LT1461, LT1021, LT1236, LT1027, LTC6652, LT6660 и многие другие. Такие продукты, как LT1021 и LT1019, могут работать в качестве шунтирующего или последовательного источника опорного напряжения. Схема последовательного опорного сигнала показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Последовательное опорное напряжение

Контрольные схемы

Существует множество способов создания ИС опорного напряжения. У каждого есть свои преимущества и недостатки.

Ссылки на стабилитрон

Скрытый эталонный стабилитрон имеет относительно простую конструкцию. Стабилитрон (или лавинный) имеет предсказуемое обратное напряжение, которое довольно стабильно по температуре и очень стабильно во времени. Эти диоды часто имеют очень низкий уровень шума и очень стабильны во времени, если они поддерживаются в небольшом диапазоне температур, что делает их полезными в приложениях, где изменения опорного напряжения должны быть как можно меньшими.

Эту стабильность можно объяснить относительно небольшим количеством компонентов и площади кристалла по сравнению с другими типами эталонных схем, а также тщательной конструкцией стабилитрона. Однако обычно наблюдаются относительно высокие отклонения начального напряжения и температурного дрейфа. Могут быть добавлены дополнительные схемы, чтобы компенсировать эти недостатки или обеспечить диапазон выходных напряжений. И шунтирующие, и последовательные ссылки используют стабилитроны.

Устройства

, такие как LT1021, LT1236 и LT1027, используют внутренние источники тока и усилители для регулирования напряжения и тока стабилитрона для повышения стабильности, а также для обеспечения различных выходных напряжений, таких как 5 В, 7 В и 10 В.Эта дополнительная схема делает стабилитрон более совместимым с широким спектром прикладных схем, но требует некоторого дополнительного запаса питания и может вызвать дополнительную ошибку.

В качестве альтернативы LM399 и LTZ1000 используют внутренние нагревательные элементы и дополнительные транзисторы для стабилизации температурного дрейфа стабилитрона, обеспечивая наилучшее сочетание температурной и временной стабильности. Кроме того, эти продукты на основе стабилитронов обладают чрезвычайно низким уровнем шума, обеспечивая наилучшую производительность.LTZ1000 демонстрирует температурный дрейф 0,05 ppm / ° C, долговременную стабильность 2 мкВ / √kHr и шум 1,2 мкВ _P-P . Чтобы дать некоторую перспективу, в лабораторном приборе общая погрешность эталонного напряжения LTZ1000 из-за шума и температуры будет всего около 1,7 ppm плюс часть 1 ppm в месяц из-за старения.

Ссылки на запрещенную зону

Хотя стабилитроны можно использовать для получения эталонов очень высоких характеристик, им не хватает гибкости. В частности, они требуют напряжения питания выше 7 В и предлагают относительно небольшое выходное напряжение.Напротив, эталонные значения ширины запрещенной зоны могут давать широкий спектр выходных напряжений с небольшим запасом по питанию — часто менее 100 мВ. Эталоны ширины запрещенной зоны могут быть разработаны для обеспечения очень точного начального выходного напряжения и низкого температурного дрейфа, что устраняет необходимость в трудоемкой калибровке в приложении.

Работа с шириной запрещенной зоны основана на основных характеристиках транзисторов с биполярным переходом. На рисунке 5 показана упрощенная версия схемы LT1004 с основной запрещенной зоной. Можно показать, что несовпадающая пара транзисторов с биполярным переходом имеет разницу в V _BE , которая пропорциональна температуре.Эту разницу можно использовать для создания тока, линейно возрастающего с температурой. Когда этот ток проходит через резистор и транзистор, изменение температуры базового эмиттера транзистора отменяет изменение напряжения на резисторе, если он имеет правильный размер. Хотя это подавление не является полностью линейным, его можно компенсировать с помощью дополнительных схем, чтобы обеспечить очень низкий температурный дрейф.

Рис. 5. Схема с запрещенной зоной рассчитана на теоретически нулевой температурный коэффициент.

Математика, лежащая в основе базового эталонного напряжения запрещенной зоны, интересна тем, что объединяет известные температурные коэффициенты с уникальными соотношениями резисторов для создания эталонного напряжения с теоретически нулевым температурным дрейфом. На рисунке 5 показаны два транзистора, масштабированные таким образом, что площадь эмиттера Q10 в 10 раз больше, чем у Q11, в то время как Q12 и Q13 поддерживают равные токи коллектора. Это создает известное напряжение между базами двух транзисторов:

.

где k — постоянная Больцмана в Дж / кельвин (1.38 × 10 ^-23 ), T — температура в кельвинах (273 + T (° C)), а q — заряд электрона в кулонах (1,6×10 ^-19 ). При 25 ° C kT / q имеет значение 25,7 мВ с положительным температурным коэффициентом 86 мкВ / ° C. ∆V _BE — это напряжение, умноженное на ln (10), или 2,3, для напряжения 25 ° C примерно 60 мВ с температурой 0,2 мВ / ° C.

Подача этого напряжения на резистор 50 кОм, подключенный между основаниями, создает ток, пропорциональный температуре. Этот ток смещает диод Q14 с напряжением 575 мВ при 25 ° C и –2.Температурный коэффициент 2 мВ / ° C. Резисторы используются для создания падений напряжения с положительной температурой, которые добавляются к напряжению диода Q14, создавая таким образом потенциал опорного напряжения приблизительно 1,235 В с теоретическим температурным коэффициентом 0 мВ / ° C. Эти падения напряжения показаны на рисунке 5. Баланс схемы обеспечивает токи смещения и выходную мощность.

Линейная технология

производит широкий спектр эталонов ширины запрещенной зоны, включая LT1460, небольшой и недорогой прецизионный эталон серии, LT1389, шунтирующий эталон сверхмалой мощности, а также LT1461 и LTC6652, которые являются эталонами с очень высокой точностью и малым дрейфом.Доступные выходные напряжения включают 1,2 В, 1,25 В, 2,048 В, 2,5 В, 3,0 В, 3,3 В, 4,096 В, 4,5 В, 5 В и 10 В. Эти эталонные напряжения могут обеспечиваться в широком диапазоне источников питания и условий нагрузки с минимальными затратами напряжения и тока. Продукты могут быть очень точными, как в случае с LT1461, LT1019, LTC6652 и LT1790; очень маленький, как в случае LT1790 и LT1460 (SOT23), или LT6660 в корпусе DFN 2 мм × 2 мм; или с очень низким энергопотреблением, например LT1389, которому требуется всего 800 нА. В то время как эталоны Зенера часто имеют лучшие характеристики с точки зрения шума и долговременной стабильности, новые эталоны ширины запрещенной зоны, такие как LTC6652, с размахом шума 2 ppm (0.От 1 Гц до 10 Гц) сокращают разрыв.

Ссылки на дробную запрещенную зону

Это ссылки, основанные на температурных характеристиках биполярных транзисторов, но с выходным напряжением, которое может составлять всего несколько милливольт. Они полезны для цепей с очень низким напряжением, особенно в компараторах, где пороговое значение должно быть меньше обычного напряжения запрещенной зоны (приблизительно 1,2 В).

На рисунке 6 показана основная схема от LM10, которая объединяет элементы, которые пропорциональны и обратно пропорциональны температуре аналогично нормальному эталону ширины запрещенной зоны, чтобы получить постоянное эталонное напряжение 200 мВ.Дробная запрещенная зона обычно использует ∆V _BE для генерации тока, пропорционального температуре, и V _BE для генерации тока, который обратно пропорционален. Они объединены в соответствующем соотношении в резисторном элементе для создания не зависящего от температуры напряжения. Размер резистора можно изменять, чтобы изменять опорное напряжение, не влияя на температурные характеристики. Это отличается от традиционной схемы с запрещенной зоной тем, что схема с дробной запрещенной зоной объединяет токи, в то время как традиционные схемы имеют тенденцию объединять напряжения, обычно напряжение база-эмиттер и I • R с противоположным ТС.

Рисунок 6. Схема опорного напряжения 200 мВ

Дробные запрещенные зоны, подобные схеме LM10, также частично основаны на вычитании. LT6650 имеет опорный сигнал 400 мВ этого типа в сочетании с усилителем. Это позволяет изменять опорное напряжение, изменяя коэффициент усиления усилителя, и дает буферизованный выходной сигнал. С помощью этой простой схемы можно создать любое выходное напряжение от 0,4 В до нескольких милливольт ниже напряжения питания. В более интегрированном решении LT6700 (рис. 7) и LT6703 объединяют опорное напряжение 400 мВ с компараторами и могут использоваться в качестве мониторов напряжения или оконных компараторов.Опорное напряжение 400 мВ позволяет контролировать малые входные сигналы, что снижает сложность схем контроля и позволяет также контролировать элементы схемы, работающие при очень низком энергопотреблении. Для больших пороговых значений можно добавить простой резисторный делитель (рисунок 8). Каждый из этих продуктов доступен в компактном корпусе (SOT23), потребляет малую мощность (менее 10 мкА) и работает в широком диапазоне напряжений (от 1,4 В до 18 В). Кроме того, LT6700 доступен в корпусе DFN 2 мм × 3 мм, а LT6703 доступен в корпусе DFN 2 мм × 2 мм.

Рис. 7. LT6700 позволяет проводить сравнения с порогами до 400 мВ.

Рисунок 8. Более высокие пороги устанавливаются путем деления входного напряжения.

Выбор артикула

Итак, теперь, имея все эти возможности, как выбрать правильный эталон для вашего приложения? Вот несколько советов, которые могут сузить круг вариантов:

• Напряжение питания очень высокое? Выберите шунт.
• Напряжение питания или ток нагрузки сильно различаются? Выберите серию.
• Требуется высокая энергоэффективность? Выберите серию.
• Определите свой реальный диапазон температур. Linear Technology обеспечивает гарантированные характеристики и работу в различных диапазонах температур, включая от 0 ° C до 70 ° C, от -40 ° C до 85 ° C и от -40 ° C до 125 ° C.
• Будьте реалистичны в отношении требуемой точности. Важно понимать точность, требуемую приложением. Это поможет определить важные характеристики.Принимая во внимание требование, умножьте температурный дрейф на указанный диапазон температур. Добавьте начальную погрешность, тепловой гистерезис и долговременный дрейф в течение предполагаемого срока службы продукта. Удалите все параметры, которые будут откалиброваны на заводе или периодически откалиброваны. Это дает представление о полной точности. Для наиболее требовательных приложений также могут быть добавлены шум, ошибки регулирования линии и регулирования нагрузки. Например, эталон с начальной погрешностью 0,1% (1000 ppm), температурным дрейфом 25 ppm / ° C от -40 ° C до 85 ° C, тепловым гистерезисом 200 ppm, размахом шума 2 ppm и временным дрейфом 50 ppm / √kHr будет иметь общую неопределенность более 4300 частей на миллион на момент построения схемы.Эта неопределенность увеличивается на 50 частей на миллион в первые 1000 часов, когда цепь находится под напряжением. Первоначальная точность может быть откалибрована, уменьшив ошибку до 3300 частей на миллион + 50 частей на миллион • √ (т / 1000 часов).
• Каков реальный диапазон поставок? Какое максимальное ожидаемое напряжение питания? Будут ли возникать неисправности, такие как сброс нагрузки батареи или всплески индуктивного питания при горячей замене, которые эталонная ИС должна выдерживать? Это может значительно сократить количество жизнеспособных вариантов.
• Сколько энергии может потреблять эталонный образец? Эталоны обычно делятся на несколько категорий: более 1 мА, ~ 500 мкА, <300 мкА, <50 мкА, <10 мкА, <1 мкА.
• Какой ток нагрузки? Будет ли нагрузка потреблять значительный ток или генерировать ток, который должен потреблять эталон? Многие ссылки могут обеспечить только малые токи нагрузки, а немногие могут поглощать значительный ток. Спецификация регулирования нагрузки — хорошее руководство.
• Сколько у вас места? Артикулы поставляются в самых разных упаковках, включая металлические банки, пластиковые упаковки (DIP, SOIC, SOT) и очень маленькие упаковки, включая LT6660 в DFN 2 мм × 2 мм.Существует широко распространенное мнение, что ссылки в упаковках большего размера имеют меньшую погрешность из-за механического напряжения, чем упаковки меньшего размера. Хотя верно то, что некоторые ссылки могут дать лучшую производительность в больших пакетах, есть свидетельства того, что разница в производительности мало связана непосредственно с размером пакета. Более вероятно, что из-за того, что меньшие по размеру кристаллы используются для продуктов, которые предлагаются в меньших упаковках, необходимо сделать некоторые компромиссы в производительности, чтобы установить схему на кристалле. Обычно метод установки пакета дает более существенную разницу в производительности, чем фактический пакет — тщательное внимание к способам и местоположению установки может максимизировать производительность.Кроме того, устройства с меньшей площадью основания могут демонстрировать меньшую нагрузку при изгибе печатной платы по сравнению с устройствами с большей площадью основания. Это подробно обсуждается в примечании к применению AN82 «Общие сведения о и применении источников опорного напряжения», доступном от Linear Technology.

Заключение

Linear Technology предлагает широкий выбор эталонных устройств напряжения. К ним относятся как последовательные, так и шунтирующие эталоны, разработанные с использованием стабилитронов, запрещенных зон и других типов. Справочные материалы доступны для различных классов производительности и температуры и почти для всех мыслимых типов корпусов.Ассортимент продукции варьируется от имеющейся наивысшей точности до небольших и недорогих альтернатив. Благодаря обширному арсеналу эталонов напряжения источники эталонного напряжения Linear Technology удовлетворяют потребности практически любого приложения.

См. Также инструкцию AN82 по применению Linear Technology «Общие сведения о и применении источников опорного напряжения», которую можно загрузить здесь.

Central Semiconductor Corp. | Рекомендуемые товары

Выберите рекомендованные продукты для новейших передовых приложений…

Команда разработчиков и разработчиков продуктов

Central постоянно отслеживает отраслевые тенденции и предвосхищает потребности клиентов, разрабатывая более эффективные и низкопрофильные устройства для все более мелких и сложных электронных устройств.

Проверяйте почаще, поскольку Central регулярно обновляет этот список рекомендуемых продуктов для новейших требовательных приложений в отрасли.

---

---

Новые токоограничивающие диоды серии CMJD

Серия токоограничивающих диодов CMJD компании

Central Semiconductor была разработана для удовлетворения требований разработчиков к устройствам, поддерживающим постоянный ток в широком диапазоне напряжений.С новой серией CMJD от Central желаемый регулируемый ток может подаваться непосредственно на нагрузку без необходимости использования каких-либо пассивных компонентов.

• Характеристики: Диапазон постоянного тока, широкое рабочее напряжение, высокое входное сопротивление, низкопрофильный корпус DFN123F
• Применения: Светодиодные гирлянды, системы затемнения, системы сигнализации, индикаторы включения / выключения, дифференциальные усилители

Учить больше

Новые токоограничивающие диоды с нулевым температурным коэффициентом (ZTC)

Серия

Central Semiconductor CDCLD токоограничивающих диодов ZTC (ZTC CLD) специально разработана для приложений, требующих стабилизации постоянного тока.Серия ZTC CDCLD была разработана с использованием уникального процесса, который поддерживает постоянный ток в широком диапазоне температур.

• Характеристики: Диапазон постоянного тока, температурная независимость, высокая стабильность в широком диапазоне температур, регулировка номинального тока при низком входном напряжении
• Применения: Системы освещения высокой интенсивности, системы освещения инфраструктуры, драйверы светодиодов, системы затемнения света, испытательное / измерительное оборудование

Учить больше

Новые ограничители переходных процессов серии CAK3 и CAK6 идеально подходят для приемопередатчиков 5G и других мощных приложений

Серии CAK3-012C и CAK6-042C компании

Central Semiconductor представляют собой двунаправленные ограничители переходного напряжения (TVS) с пассивированным стеклом, предназначенные для защиты компонентов, чувствительных к напряжению, от переходных процессов высокого напряжения.Эти ограничители переходных напряжений идеально подходят для применения в высоковольтных приемопередатчиках 5G и других приложениях с чрезвычайно высокой мощностью, они также имеют ограничивающее напряжение до 28 В.

• Характеристики: очень низкое напряжение фиксации (28 В), двунаправленный TVS, защита линий передачи данных от электростатического разряда в соответствии с IEC 61000-4-2
• Приложения: источники питания для телекоммуникационных сетей 5G, защита от перенапряжения высокой мощности

Учить больше

Новые выпрямители Шоттки CMDFSHC3-100 и CMDFSHC5-100

CMDFSHC3-100 и CMDFSHC5-100 компании

Central Semiconductor — это выпрямители Шоттки на 3 и 5 А, 100 В в новом низкопрофильном (1.25 мм) корпус SMC DFN, использующий пассивированный кремниевый кристалл.

• Характеристики: Низкое прямое падение напряжения, варианты с большим током, пакет в стиле DFN
• Применения: Повышающий преобразователь, повышающий преобразователь с коррекцией коэффициента мощности (PFC), обратная блокировка солнечных элементов, выпрямление высокой мощности

Учить больше

Новые низкопрофильные мостовые выпрямители мощности CBRDFA4-100

Central Semiconductor CBRDFA4-100 — 4.Двухполупериодный мостовой выпрямитель на 0 А, идеально подходящий для высокомощных, низкопрофильных источников питания и быстрых зарядных устройств в бытовых потребителях, промышленные, научные и медицинские приложения.

• Характеристики: Высокий номинальный ток 4,0, диоды с низким прямым напряжением (макс. 1,0 В при прямом токе 4,0 А)
• Приложения: Низкопрофильные встроенные блоки питания для потребителей и I / S / M, низкопрофильные быстрые зарядные устройства для потребителей и I / S / M

Учить больше

Новый выпрямительный кристалл Шоттки из карбида кремния

Новейшая линейка кристаллов выпрямителя Шоттки из карбида кремния компании

Central Semiconductor оптимизирована для высокотемпературных применений.Устройства на 650 В доступны в вариантах 4A, 6A, 8A, 10A, 30A, а устройства на 1200V доступны в вариантах 2A, 5A, 10A и 50A.

• Характеристики: Положительный температурный коэффициент, низкий ток обратной утечки, температурно-независимые характеристики переключения и многое другое
• Применения: Силовые инверторы, промышленные моторные приводы, импульсные источники питания, коррекция коэффициента мощности (PFC), защита от перегрузки по току

Учить больше

Новый регулируемый диод ограничения тока CMJA5050

CMJA5050 компании

Central Semiconductor — это токоограничивающий диод на 50 В (CLD), разработанный в соответствии с требованиями проектирования для поддержание постоянного тока с регулируемым регулированием тока от 50 мА до 80 мА.

• Характеристики: диапазон постоянного тока , регулируемое регулирование до 80 мА, широкое рабочее напряжение, отрицательный температурный коэффициент для защиты светодиодов
• Области применения: Светодиодное освещение и дисплеи, осветительные панели переменного тока, декоративное освещение, испытательное и измерительное оборудование

Учить больше

Мостовые выпрямители Шоттки серии CBRDFSH в новом BR DFN

Серия CBRDFSH Schottky Bridge Rectifier компании

Central Semiconductor была разработана для удовлетворения требований дизайнеров к устройствам меньшего размера и более низкого профиля, необходимых для уменьшения общего размера продукта.Упакован в совершенно новую низкопрофильную упаковку BR DFN.

• Характеристики: низкое прямое напряжение до 500 мВ, большой диапазон тока, низкопрофильный корпус BR DFN (1,22 мм)
• Области применения: сети с питанием через Ethernet (PoE), камеры, динамики; Интеллектуальное освещение

Учить больше

Стабилитроны: серии CMOZ2V4 и CMOZ1L8 серии

Стабилитроны серии CMOZ2V4 компании Central Semiconductor

(2.4 В — 43 В) разработан для приложений, требующих низкой утечки. Когда требуется чрезвычайно низкий рабочий ток, серия CMOZ1L8 низкого уровня (1,8–47 В) является идеальным выбором.

• Характеристики: низкий ток утечки, чрезвычайно низкий рабочий ток (только для серии CMOZ1L8)
• Приложения: где регулирование напряжения является критическим параметром

Учить больше

CMSD2004S и CMSD2005S: высоковольтные переключающие диоды

Выбор дизайнера: Central CMSD2004S и CMSD2005S — это сдвоенные последовательно соединенные кремниевые переключающие диоды в корпусе SOT-323.Эти устройства предназначены для приложений, требующих работы с высоким напряжением.

Учить больше

CFTVS5V0BULC: Крошечный, но мощный ограничитель переходных напряжений со сверхнизкой емкостью

Выбор дизайнера: CFTVS5V0BULC разработан для защиты чувствительного оборудования, подключенного к высокоскоростным линиям передачи данных, от повреждения электростатическим разрядом.

• Характеристики: Сверхнизкая емкость (0.2pF), низкий ток утечки, защита от электростатического разряда 15 кВ
• Приложения: защита высокоскоростной линии передачи данных (USB 3.1, Thunderbolt, HDMI 2.0), защита пользовательского интерфейса, защита порта зарядки / питания

Учить больше

Выпрямители Hyperfast ™ — идеально подходят для приложений с чрезвычайно быстрым переключением

Central’s Hyperfast ™ 1A, 5A, 8A, 10A; Устройства на 400 В и 600 В доступны в нескольких типах корпусов в соответствии с вашими требованиями к конструкции.

• Характеристики: высокая сила тока, высокая устойчивость к скачкам напряжения, время восстановления HyperFast (22 нс TYP)
• Применения: коррекция коэффициента мощности (PFC), управление двигателем, выпрямление выходного напряжения постоянного и постоянного тока, инверторы альтернативной энергии

Учить больше

лучших идей стабилитрона 22v 1w и бесплатная доставка

Вы можете получить мои LM386, когда вытащите их из моих холодных мертвых рук — Hackaday Hackaday

ПЕРСОНАЛ

Код

ПЕРСОНАЛ

Код

STAFF Код

НАБОР ПЕРСОНАЛА

Код

НАБОР ПЕРСОНАЛА

Код

НАБОР ПЕРСОНАЛА

Код

НАБОР ПЕРСОНАЛА

Код

Код

НАБОР ПЕРСОНАЛА

000 STAFF3

000 PICK

000 PICK

PICK

Код

STAFF PICK

Code

STAFF PICK

Code

STAFF PICK

Code

STAFF PICK

Code

000 STAFF2000

000

000 STAFF PICK

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА 90 003

Код

ПЕРСОНАЛ

Код

ПЕРСОНАЛ

Код

ПЕРСОНАЛ

Код

ПЕРСОНАЛ

Код

ПЕРСОНАЛ

Код

ПЕРСОНАЛ

Код

ПЕРСОНАЛ

Код

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код e

НАБОР ПЕРСОНАЛА

Код

НАБОР ПЕРСОНАЛА

Код

НАБОР ПЕРСОНАЛА

Код

НАБОР ПЕРСОНАЛА

Код

Код PICK

000

000

000 PICK

000 PICK

000 PICK

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

90 002 ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ОТБОР ПЕРСОНАЛА

Код

Код ПЕРСОНАЛА

000

000

000

000 ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ПОДБОР ПЕРСОНАЛА

Код

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

НАБОР ПЕРСОНАЛА

Код

Код ПЕРСОНАЛА

Код

_

ПЕРСОНАЛ

код

стыд: это часть, которая, как вы знаете, не оптимальна, но вы все равно продолжаете ее использовать, потому что она просто работает достаточно хорошо.Может быть, это не то, что вы бы вложили в дизайн, а вы сами.

стабилитрон 22в 1вт

Мощный стабилитрон на 5 вольт 1 ампер. Стабилитрон

Это довольно простая схема бестрансформаторного блока питания. Устройство выполнено на доступных элементах и ​​не требует предварительной настройки. В качестве диодного выпрямителя используется готовый мост серии КЦ405В (Г), также могут применяться любые диоды с напряжением не менее 250 вольт. Схема подключения представлена ​​на рисунке:

Выберите неполярный конденсатор на 400-600 вольт, сила выходного тока зависит от его емкости.Резистор сопротивлением от 75 до 150 кОм. После диодного моста напряжение около 100 вольт, его нужно снизить. Для этих целей использовался отечественный стабилитрон серии D814D.

После стабилитрона у нас уже получается напряжение 9 вольт, также можно использовать буквально любые стабилитроны на 6-15 вольт. На выходе использовался типовой стабилизатор микросхемы на 5 вольт, вся основная нагрузка ложится на него, поэтому стабилизатор следует прикрутить на небольшой радиатор, желательно заранее намазывая термопастой.

Конденсаторы Polar предназначены для подавления и фильтрации сетевых помех. Устройство работает очень стабильно, но имеет только один недостаток — небольшой выходной ток. Ток можно увеличить, выбрав конденсатор и резистор в цепи гашения. Распечатано — в архиве.

В настоящее время устройство активно применяется для маломощных конструкций. Выходной ток достаточен для зарядки мобильного телефона, мощных светодиодов и небольших ламп накаливания.Видео с экспериментами и измерениями приведено ниже:

Однако учтите, что из-за отсутствия сетевого трансформатора существует риск выпадения фаз, поэтому все токоведущие элементы блока питания и устройства, к которому подключен его необходимо тщательно изолировать! Автор статьи — AKA (Артур).

Обсудить статью БЕЗ ТРАНСФОРМАТОРА НА 5В

Вы знаете термин «стабильность»? Стабильная зарплата, стабильная жизнь, стабильное состояние. Последнее, конечно, не про Россию :-).Если вы посмотрите толковый словарь, то сможете грамотно разобрать, что такое «стабильность». По первым строчкам Яндекс сразу дал мне обозначение этого слова: стабильный — это значит постоянный, стабильный, неизменный.

Но больше всего этот термин используется именно в электронике и электротехнике. В электронике очень важны постоянные значения параметра. Это может быть сила тока, напряжение, частота сигнала и другие его характеристики.Отклонение сигнала от любого заданного параметра может привести к неправильной работе электронного оборудования и даже к его поломке. Поэтому очень важным словом в электронике является слово «стабильность».

Чаще всего в электронике и электротехнике стабилизируют напряжение . Работа электронного оборудования зависит от величины напряжения. Если он изменится на меньшее или, что еще хуже, направление вверх, то оборудование в первом случае может работать некорректно, а во втором случае оно полностью загорится ярким пламенем.Поэтому для предотвращения скачков и падений напряжения используются различные устройства защиты от перенапряжения . Как вы поняли из фразы — они используются для стабилизации игрового напряжения.

Самым простым стабилизатором напряжения в электронике является радиоэлемент стабилитрон . Иногда его еще называют стабилитроном. На схемах заглушки обозначены примерно так:

Вывод с крышкой также называется катодом, как диод, а другой вывод — анодом.

Стабилитрон

выглядит так же, как диоды. На фото внизу слева — популярный вид на современный стабилитрон, а справа — один из образцов Советского Союза

.

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

Самый главный параметр стабилитрона — это, конечно же, стабилизация напряжения . Что это за параметр?

Возьмем стакан и наполним его водой…

Независимо от того, сколько воды налито в стакан, из стакана выльется лишняя вода. Думаю, дошкольнику это понятно.

Теперь по аналогии с электроникой. Стекло — стабилитрон. Уровень воды в стакане до краев — это стабилитрон по напряжению . Представьте себе большой кувшин с водой рядом со стаканом. С водой из кувшина мы просто наливаем воду в стакан, но не осмеливаемся дотронуться до кувшина. Вариант только один — вылить воду из кувшина, пробив дыру в самом кувшине.Если бы кувшин был меньше по высоте, чем стакан, то мы не смогли бы налить воду в стакан. Если объяснять языком электроники — в кувшине «напряжение» больше, чем «напряжение» стакана.

Итак, уважаемые читатели, весь принцип стабилитрона в стекле. Какую бы струю мы на нее ни обливали (ну, конечно, в пределах разумного, а то стекло лопнет и разорвется), стакан всегда будет полон. Но заливка должна быть сверху. Это означает, напряжение, которое мы прикладываем к стабилитрону, должно быть выше напряжения стабилизации стабилитрона.

Итак, напряжение стабилизации — это напряжение, которое «устанавливается» на концах стабилитрона, если, конечно, на него подать большее напряжение, чем напряжение стабилизации. Для того, чтобы узнать напряжение стабилизации советского стабилитрона, нам понадобится справочник. Например, на фото ниже советский стабилитрон Д814В:

Его напряжение стабилизации в среднем составляет 10 вольт.

Иностранные стабилитроны маркируются проще. Если присмотреться, можно увидеть простую надпись:

.

5V1 — это значит, что напряжение стабилизации этого стабилитрона равно 5.1 Вольт. Намного проще, не правда ли?

Катод зарубежных стабилитронов маркирован в основном черной полосой

Как проверить стабилитрон? Да как и диод! А как проверить диод, вы можете посмотреть в этой статье. Проверим наш стабилитрон. Надеваем мультиметр на колокол и цепляем анод красным щупом, а черным — катодом. Мультиметр должен показывать падение напряжения прямого P-N перехода.

Меняем щупы местами и видим единство.Это означает, что наш стабилитрон находится в полной боевой готовности.

Ну вот и пришло время экспериментов. В схемах стабилитрон включен последовательно с резистором:

где Uin — входное напряжение, Uвых. — выходное стабилизированное напряжение

Если внимательно посмотреть на схему, то ничего, кроме делителя напряжения, у нас нет. Здесь все элементарно и просто:

Uin = Uout.stab + Uрезистор

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

Эта схема называется параметрическим стабилизатором на одном стабилитроне. Расчет этого стабилизатора выходит за рамки данной статьи, но кому интересно, гуглите 😉

Итак, собираем схемку. Мы взяли резистор 1,5К и стабилитрон на напряжение стабилизации 5,1 Вольт. Слева цепляем блок питания, а справа измеряем мультиметром получившееся напряжение:

Теперь внимательно следите за показаниями мультика и блока питания:

Итак, пока все понятно, добавляем напряжения… Ой! Входное напряжение 5,5 Вольт, а выходное 5,13 Вольт! Поскольку напряжение стабилизации стабилитрона составляет 5,1 вольт, то, как мы видим, он стабилизируется отлично.

Добавим вольт. Напряжение на входе 9 вольт, а на стабилитроне 5,17 вольт! Удивительный!

Еще добавляем … Напряжение на входе 20 Вольт, а на выходе как ни в чем не бывало 5,2 Вольт! 0,1 Вольт — очень маленькая погрешность, в некоторых случаях ею можно даже пренебречь.

Думаю не мешало бы рассмотреть вольт-амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона. Выглядит это примерно так:

где

Ipr — постоянный ток

Upr — прямое напряжение

Эти два параметра не используются в стабилитроне.

U — обратное напряжение

Уст — номинальное напряжение стабилизации

Ist — номинальный ток стабилизации

Номинал — это нормальный параметр, при котором возможна длительная работа радиоэлемента.

Imax — максимальный ток стабилитрона

Imin — минимальный ток стабилитрона

Ist, Imax, Imin — это сила тока, протекающего через стабилитрон при его работе.

Поскольку стабилитрон работает с обратной полярностью, в отличие от диода (стабилитрон подключен к плюсу катодом, а минус — к диоду), рабочая область будет точно такой, как отмечена красным прямоугольником.

Как видим, при некотором напряжении U наша диаграмма начинает падать. В это время в стабилитроне происходит такая интересная вещь, как пробой. Короче он уже не может нарастить напряжение на себе, а в это время сила тока в стабилитроне начинает увеличиваться. Самое главное не переборщить по току, больше Imax иначе на стабилитрон придет жопа. Лучшим режимом работы стабилитрона считается режим, в котором сила тока на стабилитроне находится где-то посередине между максимальным и минимальным значениями.На графике это будет рабочая точка , режим работы стабилитрона (отмечен кружком).

Раньше, во времена дефицита запчастей и начала расцвета электроники стабилитрон, как ни странно, часто использовался для стабилизации выходного напряжения блока питания. В старых советских книгах по электронике можно увидеть такой участок схем различных блоков питания:

Слева красной рамкой я выделил знакомую вам часть схемы питания.Здесь мы получаем постоянное напряжение от переменного тока. Справа в зеленой рамке схема стабилизации ;-).

Уф, вот вкратце объяснил работу стабилитрона. Да я знаю, сложно все это разобраться, но на стабилитроне нельзя зацикливаться. В настоящее время трехвыходные (интегральные) стабилизаторы напряжения заменяют стабилизаторы напряжения на стабилитронах, потому что они стабилизируют напряжение еще лучше, и поэтому большая часть прецизионного (точного) оборудования использует их.

На Али можно сразу взять целый набор этих стабилитронов, начиная от 3,3 вольт до стабилизации 30 вольт. Выбрать на свой вкус и цвет.

Стабилитрон

Стабилитрон также является диодом, но предназначен для поддержания постоянного напряжения в цепях питания электронного оборудования. Кремниевые стабилитроны широкого применения аналогичны по конструкции и принципу действия планарным выпрямительным диодам.Его особенность в том, что в прямом направлении он работает как обычный диод, а в обратном пробивается при каком-то напряжении, например 3,3 вольта. Подобен ограничительному клапану парового котла, который открывается при повышении давления и выпускает избыточный пар. Стабилитроны используются, когда они хотят получить напряжение заданного значения, независимо от входного напряжения. Это может быть, например, опорное значение, с которым сравнивается входной сигнал. Они могут сократить входной сигнал до желаемого значения или использовать его в качестве защиты.В своих схемах я часто ставлю стабилитрон на напряжение 5,5 вольт на блок питания контроллера, чтобы в случае чего, при резком скачке напряжения этот стабилитрон через себя сливал лишнее.

Напряжение подается на стабилитрон с обратной полярностью, то есть на анод стабилитрона будет подаваться минус «-». С таким стабилитроном через него протекает обратный ток ( I arr ) от выпрямителя. Напряжение на выходе выпрямителя может меняться, обратный ток тоже изменится, а напряжение на стабилитроне и на нагрузке останется неизменным, то есть стабильным.На следующем рисунке показана вольт-амперная характеристика стабилитрона.

Стабилитрон работает на обратной ветви ВАХ (вольт-амперная характеристика), как показано на рисунке. К основным параметрам стабилитрона относятся U ст . (напряжение стабилизации) и I ст . (ток стабилизации). Эти данные указываются в паспорте на конкретный тип стабилитрона. Причем значения максимального и минимального токов учитываются только при расчете стабилизаторов с прогнозируемыми большими изменениями напряжения.

Стабилитроны

Цепь тестера стабилитрона

— Инженерные проекты

Одним из наиболее важных применений стабилитрона является создание источника постоянного напряжения. Его работа основана на том факте, что в области обратного пробоя (стабилитрон) небольшое изменение напряжения на стабилитроне вызывает очень большое изменение тока в цепи, но напряжение на стабилитроне остается постоянным. В этой статье мы разместили две разные схемы для проверки стабилитрона i.е. Схема общего стабилитрона и модифицированная схема тестера стабилитрона

Вот схема, которая используется для проверки напряжения стабилитрона, а также для проверки того, исправен ли стабилитрон. С помощью вольтметра (или мультиметра в режиме вольтметра) он напрямую считывает напряжение проверяемого стабилитрона.

Описание схемы тестера стабилитрона

Схема построена на микросхеме регулируемого регулятора напряжения (LM317), микросхема LM317 используется для подачи определенного количества тока на проверяемый стабилитрон (рисунок 1).Величина этого тока определяется резистором R ₂ и не зависит от напряжения пробоя стабилитрона.

Когда проверяемый стабилитрон подключается к зондам, на резисторе R ₁ создается напряжение. Напряжение, возникающее на резисторе R ₁ , триггерный транзистор T ₁ , в результате оно обеспечивает ток базы на транзисторе T ₂ . Когда транзистор T ₂ включен, реле RL ₁ запитывается, и вольтметр подключается к стабилитрону через замыкающий (нормально разомкнутый) контакт реле.

Вольтметр, подключенный к реле, показывает напряжение пробоя стабилитрона проверяемого диода. Когда диод снят с пробника или диод разомкнут, напряжение на резисторе R ₁ не возникает, и в результате оба транзистора (T ₁ и T ₂ ) будут выключены.

Вы также можете использовать мультиметр вместо вольтметра, но сначала установите мультиметр на подходящий диапазон напряжения.

Тестер стабилитронов для цепей прост и удобен, так как обеспечивает быстрое и легкое тестирование стабилитрона.

Ознакомьтесь с другими схемами тестера различных электронных компонентов, размещенными на сайте bestengineeringprojects.com

1. Цепь тестера кабеля RJ45
2. Цепь тестера реле
3. Тестер микросхем таймера 555
4. Тестер конденсаторов с мигалкой
5. Операционный усилитель 741 Тестер

Преимущество схемы тестера стабилитрона

1. Поскольку в этой схеме используется стабилизированный источник питания, она не повреждает проверяемый стабилитрон.
2. Для большей надежности и точности в этой схеме использовано реле.
3. Цепь не потребляет ток, когда щупы оставлены свободными.

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ ТЕСТЕРА ЗЕНЕР-ДИОДА, ПОКАЗАННОГО НА РИСУНКЕ 1.

Резистор (полностью ¼-ватт, ± 5% углерода)

R 1 = 150 Ом R 2 = 220 Ом R 3 , R 4 = 10 кОм

Полупроводники

IC 1 = LM317T Т 1 = BC177 Т 2 = SL100 D 1 = 1N4001

Разное

RL 1 = реле 24 В M 1 = Вольтметр или мультиметр в режиме вольтметра

Вышеупомянутая схема может быть изменена путем исключения некоторых компонентов, как показано на рисунке 2.Подключается один дополнительный переключатель SW ₁ , который нажимается во время проверки стабилитрона. Эта схема работает удовлетворительно и более экономична по сравнению со схемой, показанной на рисунке 1.

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ ПРОСТОГО ДИОДА ЗЕНЕРА

, ПОКАЗАННОГО НА РИСУНКЕ 2.

Резистор (полностью ¼-ватт, ± 5% углерода)

R 1 = 220 Ом

Полупроводники

IC 1 = LM317T

Разное

SW 1 = Нажать на переключатель M 1 = Вольтметр или мультиметр в режиме вольтметра

.