Принцип работы стабилитрона для чайников

Пришло время поговорить об некоторых полупроводниковых деталях. Приятный сюрприз, сегодня мы рассмотрим тему, цветовая маркировка стабилитронов, принцип работы и обозначения. Очень интересная и познавательная статья. Этот элемент, очень похож на диод, хотя им и не является, конечно, он может выполнять функцию выпрямления, но предназначен он совсем для иных целей. Из названия сразу становиться понятно что, он что-то стабилизирует. Иными словами, он поддерживает постоянное напряжение в цепи постоянного тока, при питании радиотехнического оборудования.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Стабилитрон
• Цветовая маркировка стабилитронов, принцип работы и обозначение
• Включение стабилитрона последовательно с нагрузкой
• Стабилитрон и стабистор
• Стабилитрон
• Для чего нужен стабилитрон
• Параметрический стабилизатор напряжения
• Стабилитрон: подробно простым языком
• Стабилитрон | Принцип работы и маркировка стабилитронов

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК РАБОТАЕТ СТАБИЛИТРОН (ДИОД ЗЕНЕРА)

Основы электроники. Диод Зенера или стабилитрон полупроводниковый стабилитрон представляет собой особый диод, функционирующий в режиме устойчивого пробоя в условиях обратного смещения p-n перехода. До момента наступления этого пробоя, ток через стабилитрон протекает лишь очень малый, ток утечки, в силу высокого сопротивления запертого стабилитрона. Но когда наступает пробой, ток мгновенно вырастает, поскольку дифференциальное сопротивление стабилитрона составляет в этот момент от долей до сотен Ом. Таким образом, напряжение на стабилитроне весьма точно поддерживается в определенном диапазоне обратных токов, относительно широком.

Вопрос по маркировке стабилитрона возможно Доброго времени суток!

Стабилитрон | Принцип работы и маркировка стабилитронов

Стабилитрон относится к одному из применяемых радиоэлектронных элементов. Каждый более-менее качественный блок питания содержит узел стабилизации напряжения, которое может изменяться при изменении сопротивления нагрузки либо при отклонении входного напряжения от номинального значения. Стабилизация напряжения выполняется главным образом с целью обеспечения нормального режима работы остальных радиоэлементов устройства, например микросхем, транзисторов, микроконтроллеров и т. Стабилитроны широко используются в маломощных блоках питания либо в отдельных его узлах, мощность которых редко превышает десятки ватт. Главное преимущество стабилитронов — их малая стоимость и габариты, поэтому они до сих пор не могут вытисниться интегральными стабилизаторами напряжения типа LM или 78L05 и т. Стабилитрон очень похож на диод, поскольку его полупроводниковый кристалл помещен в аналогичный корпус.

TL принцип работы и очень простая проверка. Я не зря опять затронул эту тему ,это одна из самых массово выпускаемых интегральных микросхем. Ее выпуск стартовал в году. Большую популярность она получила при использовании различных импульсных блоках питания для телевизоров ,тюнеров , DVD и другой аудио-видео техники.

Стабилитрон и его применение

В электронике очень важны постоянные сила тока, напряжение, частота сигнала и так далее. Отклонение показателей от какого-либо заданного параметра может привести к сбоям и нестабильной работе радиоэлектронной аппаратуры и даже к ее поломке.

Чаще всего на практике стабилизируют напряжение. Для того, чтобы не скачков напряжения, были изобретены различные стабилизаторы напряжения, они используются чтобы стабилизировать «играющее» напряжение.

Самым простым стабилизатором напряжения в электронике является радиоэлемент стабилитрон. Иногда его еще называют диодом Зенера.

Стабилитрон это тоже диод, но предназначен он не для выпрямления переменного тока, хотя и может выполнять такую функцию, а для стабилизации, т.е. поддержания постоянства напряжения в цепях питания радиоэлектронной аппаратуры. Внешний вид одной из конструкций наиболее распространенных среди радиолюбителей стабилитронов и его графическое обозначение показаны на (рис. 1). По устройству и принципу работы кремниевые стабилитроны широкого применения аналогичны плоскостным выпрямительным диодам. Но работает стабилитрон не на прямом участке вольт — амперной характеристики, как выпрямительные или высокочастотные диоды, а на обратной ветви вольт — амперной характеристики, где незначительное обратное напряжение вызывает значительное увеличение обратного тока через прибор. Разобраться в сущности действия стабилитрона вам поможет его вольт — амперная характеристика, показанная на (рис. 2, а). Здесь (как и на рис. 2) по горизонтальной оси отложены в некотором масштабе обратное напряжение Uобр., а по вертикальной оси вниз — обратный ток Iобр. Напряжение на стабилитрон подают в обратной полярности, т. е. включают так, чтобы его анод был соединен с отрицательным полюсом источника питания. При таком включении через стабилитрон течет обратный ток Iобр. По мере увеличения обратного напряжения обратный ток растет очень медленно — характеристика идет почти параллельно оси Uобр. Но при некотором напряжении Uобр. (на рис. 2, а — около 8 В) р — n переход стабилитрона пробивается и через него начинает течь значительный обратный ток. Теперь вольт — амперная характеристика резко поворачивает и идет вниз почти параллельно оси Iобр. Этот участок и является для стабилитрона рабочим. Пробой же р — n перехода не ведет к порче прибора, если ток через него не превышает некоторого допустимого значения.

Рис. 1 — Стабилитрон и его графическое обозначение на схемах.

Рис. 2 — Вольт — амперная характеристика стабилитрона (а) и схема параметрического стабилизатора напряжения (б).

На (рис. 2 ,б) приведена схема возможного практического применения стабилитрона. Это так называемый параметрический стабилизатор напряжения. При таком включении через стабилизатор V течет обратный ток Iобр., создающийся источником питания, напряжение которого может изменяться в значительных пределах. Под действием этого напряжения ток Iобр., текущий через стабилитрон, тоже изменяется, а напряжение на нем, а значит, и на подключенной к нему нагрузке Rн остается практически неизменным — стабильным. Резистор R ограничивает максимально допустимый ток, текущий через стабилитрон. Со стабилизаторами напряжения вам неоднократно придется иметь дело на практике. Вот наиболее важные параметры стабилитрона: напряжение стабилизации Uст., ток стабилизации Iст., минимальный ток стабилизации Icт. min и максимальный ток стабилизации Icт.max. Параметр Uст. — это то напряжение, которое создается между выводами стабилизатора в рабочем режиме. Наша промышленность выпускает кремниевые стабилитроны на напряжение стабилизации от нескольких вольт до 180 В. Минимальный ток стабилизации Iст. min — это наименьший ток через прибор, при котором начинается устойчивая работа в режиме пробоя (на рис. 2, а — штриховая линия Iст.min), с уменьшением этого тока прибор перестает стабилизировать напряжение. Максимально допустимый ток стабилизации Iст.max — это наибольший ток через прибор (не путайте с током, текущим в цепи, питающейся от стабилизатора напряжения), при котором температура его р — n перехода не превышает допустимой (на рис. 2, а — штриховая линия Icт.max) — Превышение тока Iст.max ведёт к тепловому пробою р — n перехода и, естественно, к выходу прибора из строя.

Спасибо lessonradio.narod.ru

Еще больше информации про стабилитрон и стабилизацию напряжения вы можете найти по ссылке

Поделиться с друзьями:

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Отправить

Класснуть

Линкануть

Запинить

стабилитрон | Определение | Принцип работы | Характеристики | Приложения

Хотите создать сайт? Найдите бесплатные темы и плагины WordPress.

Подобно обычному диоду, существуют другие типы диодов, которые широко и часто используются в электронных схемах промышленного и бытового назначения. Одним из таких является стабилитрон .

Определение

Зенеровский диод — это особый тип диода, предназначенный для работы при обратном смещении и в так называемой стабилитронной области характеристической кривой диода. Эта область находится после того, как напряжение обратного смещения превысило напряжение пробоя (точка пробоя).

Принцип работы стабилитрона

Если напряжение обратного смещения меньше напряжения пробоя или если стабилитрон смещен в прямом направлении, он действует как обычный диод. То есть при прямом смещении он пропускает ток, а при обратном смещении блокирует ток. После того, как это напряжение превысило точку пробоя (при обратном смещении), диод попадает в зенеровскую область , где он проводит без повреждения. Ток в этом районе называется лавинный ток . Для стабилитрона это также называется током Зенера.

Как только напряжение уменьшается, диод сохраняет свое непроводящее состояние и возвращается к своим нормальным свойствам. Это специфическое свойство работать при обратном смещении и лавинном токе стабилитрону придается обильным легированием полупроводникового материала.

Кроме того, контролируя количество легирования, толщину обедненной области в PN-переходе и напряжение пробоя можно установить на любое значение.

Ток Зенера : То же, что и лавинный ток (более высокий ток после пробоя в полупроводниковом приборе) в стабилитроне.

Кривая характеристик стабилитрона

На рисунке 1 показана характеристика стабилитрона, которая более или менее похожа на кривую обычного диода.

Диапазон после колена Зенера (напряжение пробоя) до достижения номинального напряжения стабилитрона называется областью Зенера .

Рис. 1 Характеристическая кривая стабилитрона.

В этом регионе небольшое изменение напряжения приводит к большому изменению тока. Например, изменение напряжения на 1 В может привести к увеличению тока в 10 раз.

Колено Зенера: a Резкая кривая на характеристической кривой стабилитрона, где достигается напряжение пробоя и происходит пробой.

Зенеровская область:  Область характеристической кривой стабилитрона, где произошел пробой из-за превышения обратного напряжения определенного значения.

Стабилитрон работает при обратном смещении. В остальном он ведет себя как обычный диод.

Как видно из характеристической кривой, в этой области, когда обратное напряжение меньше по абсолютной величине напряжения пробоя Зенера, ток очень мал и ограничивается так называемым током утечки, который пренебрежимо мал и можно игнорировать.

Но для более высоких обратных напряжений наблюдается резкое и значительное увеличение тока. Другими словами, в то время как напряжение остается почти постоянным, ток имеет значительные колебания. Это важное свойство стабилитрона, которое можно использовать.

• Вы также можете прочитать: Диод | Принцип работы | Конструкция

Стабилитрон имеет другой символ, отличающий его от других диодов. Этот символ показан на Рисунке 2. Физическая форма стабилитрона может быть такой же, как и у обычного диода.

Рисунок 2  Символ стабилитрона.

Применение стабилитронов

Основное применение стабилитронов — регулирование напряжения .

Под регулированием напряжения понимается поддержание напряжения на желаемом уровне независимо от силы тока и других факторов, способных его изменить. Для многих устройств очень важно защитить их от перенапряжения (и, как следствие, чрезмерного тока).

Особенностью стабилитрона является то, что в его рабочем диапазоне падение напряжения на нем постоянно (имеет внутреннюю саморегулирующуюся характеристику). Это можно понять из характеристической кривой на Рисунке 1, которая может быть выражена по-разному : большое изменение тока в стабилитроне вызывает лишь небольшое изменение напряжения. То есть , падение напряжения на нем почти постоянное. В этом отношении , если стабилитрон подключен параллельно другому компоненту или устройству, напряжение на этом устройстве поддерживается постоянным благодаря стабилитрону.

Регулирование напряжения:  Управление электрическим напряжением в цепи или устройстве, чтобы оно оставалось в желаемом диапазоне (небольшое отклонение) при различных условиях нагрузки.

На рис. 3 показана нагрузка, параллельно подключенная к стабилитрону, оба последовательно подключены к резистору R на 200 Ом. Обратите внимание на полярность стабилитрона.

Роль резистора R заключается в обеспечении рычага для регулировки тока. Зенеровский диод — это устройство с регулируемым током. Если убрать R, на нагрузку подается все напряжение.

Стабилитроны бывают разного напряжения, например, 5,6, 7,5, 10 и 16 В, и это лишь некоторые из них. Для каждой цели необходимо использовать диод соответствующего размера (напряжение и номинальный ток).

Рисунок 3 Стабилитрон в цепи, регулирующей напряжение нагрузки.

Примеры применения

В следующих примерах показано применение стабилитрона и вопросы, связанные с правильными параметрами. Обратите внимание на полярность цепей при обратном смещении стабилитрона. Если диод Зенера используется в прямом смещении, он работает как обычный диод.

Во всех примерах резистор включен последовательно со стабилитроном и нагрузкой. Зенеровский диод включен параллельно нагрузке. При необходимости мы называем этот резистор последовательным резистором.

Пример 1

На рис. 4 резистор 100 Ом является нагрузкой, а в качестве диода используется стабилитрон на 4,7 В. В каждом из трех случаев найти ток в нагрузке (обратите внимание на разность полярностей стабилитрона в случаях 2 и 3).

Решение

1.  По закону Ома ток равен

\[I=\frac{12}{150}=0,08A\]

)(0,08) = 4 В.

2. Зенеровский диод смещен в прямом направлении и ведет себя как обычный диод. Падение напряжения на нем всего 0,7 В.

Ток в нагрузке = 0,7 ÷ 100 = 0,007 A = 7 мА

Ток в резисторе 50 Ом = (12 − ​​0,7) ÷ 50 = 0,226 A = 226 мА

Ток в диоде = 226 − 7 = 219 мА

3. Стабилитрон имеет обратное смещение и работает как регулятор напряжения

Ток в нагрузке = 4,7 ÷ 100 = 0,047 А = 47 мА − 4.7) ÷ 50 = 0,146 А = 146 мА

Ток в диоде = 146 − 47 = 99 мА

Рис. 4 Пример 1. (a) В цепи отсутствует стабилитрон. (b) Стабилитрон смещен в прямом направлении. (c) Стабилитрон смещен в обратном направлении.

Пример 2

Если значение резистора 50 Ом в Примере 1 изменить на 200 Ом, как изменится ток цепи только в случае 3?

Решение

Ток в резисторе 50 Ом всегда должен быть больше, чем ток нагрузки, поскольку он является суммой тока стабилитрона и нагрузки. Если вычислить токи в нагрузке и в резисторе 50 Ом, получим

$\begin{align}  & Load\text{ }Current=\frac{4.7}{100}=0,047A \\ & Current\text{ }in\text{ }\text{ }50\Omega \text { }Resistor=\left( 12-4.7 \right)\div 200=0.036A \\\end{align}$

Но мы видим, что этот ток меньше, чем ток нагрузки; таким образом, это невозможный случай. Значение резистора 200 Ом неприемлемо.

Пример 2  показывает, что при выборе последовательного резистора для включения в цепь при использовании регулятора напряжения необходимо соблюдать осторожность, чтобы не использовать резистор неподходящего размера.

 В таком случае схема не работает должным образом. Действие стабилитрона заключается в том, что он поглощает дополнительный ток цепи, который будет протекать через нагрузку. Но в случае Примера 3 дополнительного тока нет.

Для только что рассмотренной схемы ток равен 12 ÷ 300 = 0,04 А и стабилитрон не играет никакой роли.

При использовании стабилитрона важно помнить, что:

1. Напряжение на нагрузке (в случае удаления стабилитрона) должно быть больше, чем значение стабилитрона, чтобы произошло регулирование напряжения.

2. Ток в последовательном резисторе (общий ток цепи) должен быть выше тока нагрузки.

3. Мы не можем полностью исключить последовательный резистор.

Для регулирования напряжения на нагрузке мы не можем полностью исключить последовательный резистор.

Стабилитроны последовательно и параллельно

Точно так же, как диоды могут быть соединены последовательно, если требуется большее регулируемое напряжение, несколько (совместимых) стабилитронов могут быть соединены последовательно. Например, на рисунке 5 три стабилитрона собраны вместе, чтобы обеспечить большее регулируемое напряжение для нагрузки.

Также можно поставить стабилитроны параллельно для увеличения пропускной способности по току. На рис. 6 показан пример.

Рис. 5 Стабилитроны последовательно.

Рисунок 6  Стинеровские диоды, соединенные параллельно.

Вы нашли apk для андроида? Вы можете найти новые бесплатные игры и приложения для Android.

Определение, объяснение, символ, схема, работа

1

 Сохранить

Скачать публикацию в формате PDF

Диод можно определить как электронный компонент с двумя выводами, который проводит электричество в основном в одном направлении. Он имеет высокое значение сопротивления на одном конце и низкое значение сопротивления на другом конце. Диод Зенера представляет собой сильно легированный полупроводник, который сконструирован для работы в обратном направлении. Он специально разработан для оптимизации области пробоя.

В основном существует восемь типов диодов: стабилитрон, светоизлучающий диод, лазерный диод, диод с PN-переходом, лавинный диод, диод Шоттки и фотодиод

В этой статье мы узнаем о Зенеровский диод. Читайте дальше, чтобы узнать больше, его символ, график и диаграмму. Мы также изучим схему стабилитрона, принцип ее работы и характеристики стабилитрона.

Стабилитрон

Зенеровский диод можно определить как сильно легированное полупроводниковое устройство, предназначенное для управления электрической цепью в обратном направлении. Его также называют пробойным диодом. Это сильно легированный полупроводниковый диод, предназначенный для управления электрической цепью в обратном направлении.

Когда некоторое напряжение проходит через клеммы стабилитрона, оно меняется на противоположное, и потенциал цепи достигает напряжения Зенера или коленного напряжения, которое представляет собой прямое напряжение протекающего тока. Затем соединение разрывается, и ток начинает течь в обратном направлении. Этот эффект в электрической цепи известен как эффект Зенера. На изображении ниже представлен символ стабилитрона.

На изображении ниже изображен реальный диод Зенера, который используется в электронных устройствах и электрических схемах:

На приведенном ниже рисунке показана схема стабилитрона:

Цепь стабилитрона

Он специально разработан для работы в условиях обратного смещения, но при прямом смещении он работает как одиночный диод. Когда к нему приложено обратное напряжение, напряжение остается постоянным даже для широкого диапазона токов, протекающих через него. Благодаря этой характеристике он также используется в качестве регулятора напряжения в цепях постоянного тока. Его основной целью как регулятора напряжения является сохранение постоянного напряжения.

Последовательный резистор подключен к цепи для ограничения потока тока на диод и подключен к положительному концу цепи постоянного тока. Это работает таким образом, что обратное смещение также может работать, что оно все еще может работать в условиях его пробоя. В большинстве случаев обычные переходные диоды не используются, поскольку диод с низкой номинальной мощностью может быть легко поврежден, когда применяется обратное смещение выше его напряжения пробоя. Когда к нему приложены максимальный ток нагрузки и минимальное входное напряжение, ток стабилитрона всегда должен поддерживаться на минимальном уровне.

Поскольку входное напряжение и требуемое выходное напряжение известны, становится легче выбрать стабилитрон с напряжением, почти равным напряжению на нагрузке, которое можно представить как

\( {V}×{Z} = {V}×{L} \)

Принцип работы стабилитрона

Принцип работы таков, что если обратное напряжение смещения меньше напряжения пробоя или если оно смещено в прямом направлении, то он действует как обычный диод. Это означает, что прямое смещение позволяет току течь, а обратное смещение блокирует протекание тока. После этого напряжение превышает точку пробоя при обратном смещении, и диод попадает в область Зенера, где он проходит без повреждений. Ток в этой области известен как лавинный ток, но для стабилитрона он также известен как ток Зенера.

При уменьшении напряжения в цепи диод сохраняет свое непроводящее состояние и возвращается к своим естественным свойствам. Это специфическое свойство стабилитрона работать при обратном смещении и при лавинном токе обеспечивается богатым легированием присутствующего в нем полупроводникового материала.

Кроме того, контролируя количество легирования полупроводникового материала, толщину области обеднения в PN-переходе и напряжение пробоя можно установить на любое значение в соответствии с потребностями прибора.

Характеристики

Ниже приведены некоторые характеристики стабилитронов:

• Стабилитрон или напряжение пробоя – Стабилитрон или напряжение пробоя варьируется от 2,4 В до 200 В, иногда оно может достигать 1 кВ при максимальном значении значение для устройства поверхностного монтажа составляет всего 47 В.
• Номинальная мощность – Указывает максимальную мощность, которую может рассеивать диод, которая определяется произведением напряжения диода и тока, протекающего через него.
• Ток \( {I_z} \) (максимум) – Это максимальное значение тока при номинальном напряжении Зенера, которое составляет \( {V_z} \) – от 200 мкА до 200 А
• Допустимое отклонение напряжения – Это обычно ±5%
• Ток \( {I_z} \) (минимум) – это минимальное значение показания тока, необходимое для пробоя диода.
• Температурная стабильность – имеет наилучшую стабильность около 5 В.
• Сопротивление Зенера \( {R_z} \) — Это сопротивление, которое показывает стабилитрон.

ВАХ стабилитрона

ВАХ стабилитрона разделены на две части, которые упоминаются следующим образом: стабилитрона, и из чего мы можем понять, что он почти аналогичен прямым характеристикам любого другого нормального диода с PN-переходом.

• Обратные характеристики: Когда обратное напряжение прикладывается к напряжению Зенера, через весь диод протекает небольшой обратный ток насыщения, равный \({I_o} \). Этот ток возникает из-за термически генерируемых неосновных носителей, присутствующих в диоде. По мере того, как обратное напряжение начинает увеличиваться, при определенном значении обратного напряжения обратный ток также начинает резко и резко возрастать.

Это доказательство того, что произошел пробой диода. Это напряжение известно как напряжение пробоя или напряжение Зенера и обозначается \({V_z} \). Его диапазон также упоминается в приведенных выше характеристиках.

Difference between PN Junction and Zener Diode

The differences between a Zener diode and a PN junction diode is mentioned as follows:

Zener Diode	PN Junction Diode
It allows ток течет в обоих направлениях, что означает, что его ток может течь как вперед, так и в обратном направлении.	Диод с PN-переходом позволяет току проходить только в одном направлении, то есть в прямом.
Стабилитрон имеет высокое легирование.	Диод с PN-переходом имеет низкий уровень легирования.
Обратный ток не влияет на стабилитрон.	Воздействие обратного тока на диод с PN-переходом за счет повреждения его переходов.
Пробой происходит при более низком напряжении в стабилитроне.	Пробой происходит при более высоком напряжении в диоде PN-перехода.
Зенеровский диод не подчиняется закону Ома.	Диод с PN-переходом подчиняется закону Ома.

Применение стабилитрона

Применение стабилитрона указано ниже:

• Он используется в качестве регулятора напряжения в электронных устройствах и электрических цепях.
• Стабилитрон также используется для защиты от перенапряжения.
• Также используется в цепи ограничения.

Обучение никогда не может быть веселым, но теперь оно может быть с помощью приложения Testbook. Вы можете изучать концепции физики без каких-либо проблем или проблем. Это приложение хорошо подходит для студентов, которые готовятся к национальным вступительным экзаменам. Просто скачайте приложение Testbook отсюда и начните свой новый путь к успеху вместе с нами. Доступны Android-версии телефонов.

Часто задаваемые вопросы

В.1 Для чего используется стабилитрон?

Анс.1 В основном используется в качестве регулятора напряжения в электронных устройствах и электрических цепях.

В.2 Является ли Зенер диодом?

Отв.2 Да, стабилитрон тоже разновидность диода.

В.3. Работает ли стабилитрон при прямом смещении?

Ответ 3 Да, он может работать при прямом смещении, когда напряжение обратного смещения меньше напряжения пробоя, тогда он работает как прямое смещение.