Стабилитрон. Характеристики стабилитронов
Существует такой тип диода как стабилитрон или, как его ещё называют, диод Зенера. В стабилитроне используется тот же самый p-n переход, но работает диод Зенера совсем иначе!
При создании различных электронных устройств бывает нужно получить стабильное напряжение для питания какой-либо части этого устройства, так как некоторые схемы, особенно на транзисторах, достаточно чувствительны к колебаниям напряжения питания, которое неизбежно по чисто физическим и техническим причинам.
Один из способов получения такого стабилизированного напряжения — использование стабилитрона. В зависимости от модели стабилитрона можно поддерживать стабильным напряжение вплоть до 400В. Очень хорошо. Но в радиолюбительской практике высоковольтные стабилитроны редкость и чаще встречаются на 3.3В, 5В, 12В и т.д.
Конструкция стабилитрона такая же как у диода: p-n переход, два вывода, изолирующая или проводящая (встречается у некоторых советских стабилитронов) оболочка.
Но в схеме они используются совсем иначе! Во-первых, стабилитрон подключается минусом к плюсу, а плюсом к минусу. А ты уже знаешь, что при таком подключени диоды ток не проводят. Или проводят? Давай разберёмся.
Принцип работы стабилитрона
Сложно предположить, что еще 70-100 лет назад редкая квартира в городах имела собственную ванную комнату со привычной нам белой чугунной ванной. Если ты сейчас пойдёшь в свою ванную комнату и посмотришь на ванну, то увидишь в ней два отверстия. Одно сливное, расположено на дне ванны, а второе, поменьше, возле края верхнего борта ванны.
Зачем нужно второе отверстие? Чтобы не затопить соседей! С его помощью ограничивается уровень воды, до которого можно набрать воду в ванну. Как только уровень воды в достигнет защитного отверстия, то лишняя вода будет через это отверстие уходить в канализацию.
Так вот стабилитрон работает аналогично. Как только падение напряжения на нём превысит заданное на заводе значение (3.3В, 5В, 12В и т.
д.), стабилитрон отведёт через себя лишний ток, удерживая выходное напряжение на заданном уровне, например, 3.3В
Стабилитрон — это защита от перелива
Пример использования стабилитрона
Возьмём резистор, стабилитрон и соединим их так, как показано на схеме ниже. Стабилитрон включен катодом (минусом) к резистору, а анодом (плюсом) к минусу. Т.е. включен в обратном направлении. В таком положении через стабилитрон протекает ток Iобр — маленький, незначительный ток. Можно считать, что тока практически нет.
Если теперь подать Uвх, то на резисторе Rн будет приблизительно паспортное значение напряжения стабилизации стабилитрона Uст равное 3В, 3.3В, 5В, 12В и т.д. Приблизительное, так как номинал значения любой радиодетали имеет погрешность. Что поделать. Такова жизнь. Кстати, должно выполняться условие Uвх > Uст. Чтобы стбилизация была надежней следует иметь некоторый запас прочности по напряжению.
Если внимательно рассмотреть цепь R1-V1, то можно увидеть хорошо тебе знакомый делитель напряжения.
Разница между делителем напряжения из резисторов и делителем напряжения с использованием стабилитрона заключается в том, что если Uвх вдруг слегка увеличится, то и выходное напряжение резистивного делителя напряжения слегка увеличится. И наоборот.
А вот если вместо резистора в делителе напряжения используется стабилитрон, как на схеме выше, тогда таких изменений Uвых не будет. Конечно при условии, что Uвх ± небольшое изменение > Uвых.
Достигается это благодаря все тому же эффекту «переливного отверстия», модель которого я использовал, чтобы описать принцип работы стабилитрона.
Характеристики стабилитрона
При использовании стабилитронов следует помнить, что он не всемогущ, а является обычной полупроводниковой деталью. Это значит следует внимательно выбирать для своей схемы подходящий стабилитрон с учетом его характеристик. Для тебя наиболее важными параметрами стабилитрона являются:
- Максимальный ток стабилизации
- Напряжение стабилизации
Максимальный ток стабилизации
Если неправильно выбрать стабилитрон и ток, который будет через неко протекать во время работы схемы окажется больше, чем допустимое заводское значение, то он начнёт нагреваться и со временем перегрется и выйдет из строя.
Поэтому следует выбирать стабилитрон так, чтобы его допустимый максимальный ток был значительно больше, чем ток, который будет через него протекать во время работы схемы.
Напряжение стабилизации
Стабилитроны выпускаются с жестко заданным напряжением стабилизации. Это его паспортное значение, заложенное при изготовлении на заводе. Поэтому, когда ты выбираешь стабилитрон, то первоначально смотришь на паспортное значение напряжения стабилизации, а затем уже на допустимые ток и мощность.
Что ещё важно знать
Практически все радиодетали зависят от температуры окружающей среды. И стабилитрон тоже. Это означает, что паспортное напряжение стабилизации может измениться, если температура сильно возрастёт или упадёт. Вот пример, отечественный стабилитрон Д814 напряжение стабилизации при Iст = 5 мА:
| Маркировка | Напряжение стабилизации |
| При Т = +25°C | |
| Д814А | 7. ..8,5 В |
| Д814Б | 8…9,5 В |
| Д814В | 9…10,5 В |
| Д814Г | 10…12 В |
| Д814Д | 11,5…14 В |
| При Т = -60°C | |
| Д814А | 6…8,5 В |
| Д814Б | 7…9,5 В |
| Д814В | 8…10,5 В |
| Д814Г | 9…12 В |
| Д814Д | |
Как видно из таблицы при изменениии температуры меняется и напряжение стабилизации. Незначительно, но все же меняется. Хотел бы я посмотреть на любительский прибор, который должен работать при -60… Но знать о том, что напряжение стабилизации зависит от температуры все же надо.
Прочитал про стабилитрон, прочитай ещё и про:
- Как подбирать резисторы?
- Электрический конденсатор. Виды конденсаторов.
/blog/stabilitron-printsip-dejstviya/ Существует много разновидностей диодов. Одним из таких необычных диодов является стабилитрон. В нём тот же самый p-n переход, но работает стабилитрон иначе! 2016-10-27 2016-11-16 стабилитрон, принцип действия, как работает стабилитрон, маркировка стабилитронов
Основной параметр — стабилитрон — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Основные параметры стабилитронов указываются обычно в паспорте. К ним относятся: мощность рассеивания, допустимый ток стабилизации, напряжение стабилизации, динамическое сопротивление и температурный коэффициент стабилизации. [1]
Основной параметр стабилитрона — напряжение стабилизации в рабочей области, где большому изменению тока через диод соответствует малое изменение напряжения. [2]
Основные параметры стабилитронов приведены в табл.
VIII. Выбор стабилитрона производится на основании заданного значения Г / вых. Поэтому приходится соединять два стабилитрона последовательно. Для увеличения коэффициента стабилизации следует выбирать стабилитрон с возможно меньшим значением внутреннего сопротивления Rt. Для нашего примера наиболее подходящими являются стабилитроны типа СГШ.
[3]
Основные параметры стабилитронов приводятся в соответствующих справочниках. [4]
Основными параметрами стабилитронов
[5]Основными параметрами стабилитронов
| Вольтамперная характеристика стабилитрона. [7] |
Основными параметрами стабилитронов являются. [8]
| Вольт-амперная характеристика стабилитрона [ IMAGE ] — 7. Стабилитроны тлеющего ( а и коронного ( 6 разряда. [9] |
Основными параметрами стабилитрона являются: нормальное рабочее напряжение, или напряжение стабилизации С7СТ, соответствующее средней точке области стабилизации ( см.
рис. 17 — 6), напряжение возникновения разряда U, минимальный и максимальный ток / min и / тах, изменение напряжения стабилизации Д1 / ст и внутреннее сопротивление переменному току Rt. Если напряжение 1 / С1 должно быть ниже, то поверхность катода с внутренней стороны активируется, чтобы облегчить эмиссию электронов под ударами ионов. Напряжение С7 обычно превышает напряжение ( 7СТ не более чем на 10 — 20 В. Для снижения напряжения 1 / па внутренней поверхности катода имеется проводник ( он показан на рис. 17 — 7, а), уменьшающий расстояние между катодом и анодом.
[10]
Опорные диоды или стабилитроны являются полупроводниковыми стабилизаторами напряжения. Данные опорных диодов приведены в табл. 9.5. Основной параметр стабилитрона Уст — напряжение стабилизации в рабочей области, когда при большом изменении тока диода изменение напряжения сравнительно невелико. [11]
Типовая схема включения стабилитрона ( а и зависимость ТКН стабилитрона от напряжения и тока стабилитрона. |
В стабилитронах используется явление электрического лавинного пробоя. При этом в широком диапазоне изменения тока через диод напряжение на нем меняется очень незначительно. Для ограничения тока через стабилитрон последовательно с ним включают сопротивление. Типовая схема включения стабилитрона приведена на рис. 31.1 а. Основными параметрами стабилитрона являются: номинальное напряжение стабилизации и, его дифференциальное сопротивление г и температурный коэффициент напряжения стабилизации ТКН. [13]
Страницы: 1
SPICE моделирование диода из таблицы данных
Моделирование в SPICE& диода — нетривиальная работа. Хотя работа диода довольно проста, извлечение модели из таблицы данных занимает некоторое время. Каждый компонент имеет свой собственный синтаксис, определенный в SPICE, в случае диода:
.model ModelName D (par1=a par2=b ………parn=x)
где пар1 пар2 ….
parn — характеристические параметры диода.
набор основных параметров можно суммировать в следующей таблице:
| Параметр | Единица измерения | Значение по умолчанию | |
|---|---|---|---|
| BV | Обратное напряжение колена пробоя | В | Бесконечное |
| CJO | Емкость p-n при нулевом смещении | F | 0 |
| EG | Напряжение запрещенной зоны | эВ | 1,11 |
| FC | Коэффициент обедненной емкости при прямом смещении | без размера блока | 0,5 |
| IBLV | Низкоуровневое обратное пробивное колено | A | 0 |
| IBV | Колено обратного пробоя | A | 1e-10 |
| IKF | Колено высокого тока | A | Infinite |
| IS | Коррекция насыщения | A | 1e-14 |
| ISR | Параметр тока рекомбинации | A | 0 |
| M | коэффициент градации p-n | без размера блока | 0,5 |
| N | Коэффициент эмиссии | без размера | 1,0 |
| NR | Коэффициент выбросов для ISR | без размера | 2,0 |
| RS | Паразитическая устойчивость | Ом | 0 |
| TT | Время прохождения | сек | 0 |
| VJ | p-n потенциал | В | 1,0 |
| XTI | Показатель температуры IS | без размера единицы измерения | 3,0 |
Все эти параметры используются SPICE для описания поведения диода в различных ситуациях сигнала, например, при прямой поляризации в постоянном токе, прямой ток будет: 9(ВД/(Н*Вт))-1).
Другие уравнения для заданных параметров, описывающие емкость перехода, ее изменение в зависимости от температуры и многое другое.
На данный момент мы должны получить различные параметры из таблицы данных компонента. Предположим, мы хотим смоделировать кремниевый диод 1N4148. Извлечение параметров таблицы из значений, указанных в таблице данных, не является немедленным почти ни для одного из параметров. Посмотрите на интересующие нас значения в таблице данных:
Из таблицы мы можем получить BV, который равен VRM, в других случаях указывается как Vbr, или в случае стабилитрона Vz.
Из этой второй таблицы видно, что максимальный ток утечки при 25 градусах Ir = 5 мкА. Мы можем принять IBV равным 10-кратному Ir. Обычно для этого типа диодов значение IBV составляет около 100 мкА. Для стабилитронов Ir может называться Izk, или в других случаях как Ibr.
CJO может быть прямо равен значению, указанному в даташите как Cj или Ctot, в данном случае это 4пФ.
