Site Loader

Содержание

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.


Стабилитроны принцип работы

Полупроводниковый прибор, каким является диод Зенера или как его еще называют стабилитрон , служит для стабилизации напряжения на выходе. Принцип работы прибора заключается в подаче на диод через резистор запирающего напряжения, величина которого превышает величину напряжения пробоя самого диода. До того времени, пока не наступил момент совершения пробоя, через стабилитрон идут токи утечки величина, которых очень незначительна, в тоже время сопротивление прибора очень высокое. В момент совершения пробоя величина тока резко повысится, а значение дифференцированного сопротивления понизится до самых малых величин.


Поиск данных по Вашему запросу:

Стабилитроны принцип работы

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 принцип действия
  • Стабилитрон: подробно простым языком
  • Стабилитрон. Виды и принцип работы
  • Стабилитрон
  • Как работает стабилитрон
  • Двуханодный стабилитрон принцип работы
  • Стабилитрон | Принцип работы и маркировка стабилитронов
  • Стабилитрон

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как читать схемы ,урок №2- СТАБИЛИТРОН

Стабилитрон является полупроводниковым диодом, который наполнен каким-либо инертным газом и обеспечивающий стабилизацию напряжения. Работа стабилитрона обеспечивается лишь в цепях постоянного тока. Полярность должна быть обеспечена при включенном стабилитроне. Чтобы получить стабилизированное напряжение, необходимо включать ограничивающее сопротивление последовательно со стабилитроном. Полезная нагрузка, на которой должно быть обеспечено стабильное напряжение, должна быть включена параллельно стабилитрону.

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

В далеком году американский физик Кларенс Зенер опубликовал работу, посвященную пробоям электрических изоляторов. Позднее, в х годах ХХ века, в лабораториях Белла был разработан стабилитрон. Труды Зенера легли в основу разработки, и электронный компонент был назван в его честь. Оглавление: Принцип Работы Эффект Зенера да диод да — характеристики да — аналоги да — содержание драгметаллов. Иначе говоря, до наступления пробоя стабилитрон практически не пропускает ток, но как только на нем возникает пробой, ток на стабилитроне молниеносно вырастает, а дифференциальное сопротивление становится чрезвычайно низким, от долей до нескольких сот Ом. Еще называемый туннельным эффектом, именно это явление лежит в основе работы полупроводникового стабилитрона. Дело в том, что г-н Зенер обнаружил, что электроны с помощью электрического поля могут просачиваться через тонкий барьер.

Основная особенность стабилитрона состоит в том, что он специально предназначен для работы при обратных напряжениях, превышающих напряжение пробоя p-n перехода. Такой режим работы становится возможным, если принять меры для предотвращения перегрева p-n перехода обратным током усилить теплоотвод от перехода, ограничить величину обратного тока внешним сопротивлением. Стабилитрон изготавливается на основе p — n перехода, процессы в котором основываются на явлениях туннельного или лавинного пробоев p — n перехода, и который содержит на обратной ветви ВАХ участок с малым сопротивлением при определённом напряжении — это напряжение и будет напряжением стабилизации.


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 специальный 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 стабилитрон область , где он проводит без повреждений. 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 того, что обратное напряжение превысило определенное значение.

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).

Специфическим свойством 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 оставаться 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 представляет собой сумму 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 дополнительный ток отсутствует.

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.

Принцип работы, принципиальная схема и ее характеристики

Обычный полупроводниковый диод может работать при прямом смещении, но не может проводить ток при обратном смещении. Диод особого типа, который может работать при обратном смещении, называется диодом Зенера. Этот диод может работать при прямом смещении, как обычный диод. Переход стабилитрона будет сильно легирован. По этой причине он может работать как обычный переход при прямом смещении и может выдерживать обратные токи при обратном смещении. Основное назначение его — использование в стабилизаторах.

Диод, в котором ток течет от анода к катоду и от катода к аноду, что определяет его способность проводить как при прямом, так и при обратном смещении, называется стабилитроном.

Обозначение стабилитрона

 Принцип работы:

  • Обычно состояние диода с основным p-n переходом во время обратного смещения таково, что проводимость отсутствует, поскольку ширина обедненной области сравнительно велика.
  • Поскольку приложенное обратное напряжение имеет тенденцию к увеличению, это приводит к увеличению ширины области обеднения. Даже существуют некоторые неосновные носители, которые получают некоторую энергию за счет приращения обратного напряжения.
  • Из-за увеличения кинетической энергии неосновных носителей эти свободные электроны при движении сталкиваются с неподвижными ионами. Это приводит к образованию большего количества свободных электронов.
  • Далее они снова сталкиваются с оставшимися неподвижными ионами, и этот процесс продолжается, он называется умножением носителей .
  • Из-за размножения носителей создается огромное количество свободных электронов, и вся область диода становится проводящей, что приводит к пробою, известному как лавинный пробой.
  • Как правило, в стабилитроне это не так. В стабилитроне переход легирован с наибольшей концентрацией. По этой причине, когда приложено обратное напряжение, ширина обедненной области стремится к минимуму.
  • Так как в нем существует максимальная концентрация нечистых атомов. В ней создается максимальное количество ионов.
  • Как только диод превышает пороговое значение, электроны, находящиеся в ковалентных связях, стремятся выйти в обедненную область, так что она может сделать обедненную область проводящей.
  • Следовательно, этот тип пробоя называется пробоем Зенера . Возникновение этого пробоя происходит при определенном напряжении, называемом Напряжение Зенера .
  • Так же, как напряжение отключения в обычном диоде, здесь это напряжение Зенера. Как только приложенное напряжение превышает значение напряжения, оно имеет тенденцию проводить.
  • Это значение напряжения стабилитрона правильно отрегулировано во время изготовления за счет соответствующей концентрации легирующей примеси.
  • В случае дальнейшего возникновения лавинного пробоя вероятность возникновения лавинного пробоя отсутствует.

Это принцип работы диода.

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о стабилитронах MCQ

Цепь стабилитрона

Схема для этого типа диода очень проста. Нужно подключить сильно легированный переход в обратном смещении. Цепь можно представить следующим образом.

Цепь стабилитрона

Характеристики

Графическое представление может дать основные характеристики. Их обычно называют V-I характеристиками.

Кривая характеристик V-I стабилитрона

Согласно приведенному выше анализу очевидно, что при прямом смещении характеристики стабилитрона останутся такими же, как у обычного диода. Тогда как после того, как приложенное напряжение пересекает значение напряжения Зенера (Vz ), происходит пробой Зенера. После пробоя ток в цепи имеет тенденцию к немедленному увеличению.

Эксперимент

Основная цель этого эксперимента состоит в том, чтобы выяснить основное значение напряжения Зенера. После того, как значения найдены, их следует изобразить в виде кривой характеристик. Напряжение Зенера — это базовое напряжение, которое устанавливается в качестве порогового значения, а значение напряжения пробоя должно быть близко к желаемому значению, которое мы хотим, чтобы оно было лишь аппроксимировано.

Эксперимент с стабилитроном

Список компонентов оборудования, необходимого для проведения этого эксперимента, в основном включает стабилитрон, миллиамперметр, вольтметр, источник постоянного тока (переменный) и резисторы

  • Сначала соединения выполняются в соответствии с электрической схемой. .
  • Приложенное к цепи обратное напряжение изменяется медленно.
  • Затем одновременно запишите показания вольтметра и амперметра.
  • В цепи присутствует два амперметра. Один подключается последовательно к диоду, а другой последовательно к резистору.
  • При превышении минимального напряжения, подаваемого на цепь, можно наблюдать внезапные всплески на амперметре, подключенном к диоду. В это время запишите показания амперметра и вольтметра.
  • Даже при дальнейшем применении значений напряжения видно, что значения тока в цепи увеличиваются, но напряжение на диоде остается постоянным.
  • Это было сделано путем подключения диода в обратном смещении, показания напряжения и тока занесены в таблицу. Точно так же поэкспериментируйте, удерживая диод в прямом смещении, и сведите показания в таблицу.
  • После того, как значения отмечены, строится график кривых характеристик между напряжением и током.
  • Судя по графику, в какой точке напряжения наблюдается всплеск тока, значение напряжения называется напряжением пробоя Зенера.
  • Исходя из требований к напряжению для конкретного устройства, был выбран диод с этим конкретным напряжением пробоя.
  • Таким образом, эксперимент проводится таким образом, чтобы можно было найти значение напряжения пробоя.

Области применения

Области применения этого диода показаны ниже.

  • Поскольку он обладает свойством поддерживать низкое напряжение даже при подаче высокого напряжения. Они предпочтительно применимы в регуляторах напряжения.
  • Предпочтительно используется в амперметрах, вольтметрах и омметрах, поскольку здесь требуется опорное напряжение.
Стабилитрон в качестве шунтирующего регулятора

Поскольку принцип работы стабилитрона уже обсуждался. Когда приложенное к нему обратное напряжение пересекает основное напряжение Зенера, диод начинает проводить.

 

Шунтирующий регулятор

После пересечения предела напряжения после него не происходит приращения напряжения, но мы можем видеть приращение тока.

Диапазон напряжения пробоя/стабилитрона составляет от 12 В до 1200 В в зависимости от типичного применения.

Регулируемое напряжение находится на резисторе Rz. К нему подключен диод. Какое бы напряжение ни было выбрано для регулирования, оно не должно превышать предельное значение Vz. Исходя из этого, был выбран диод с определенным напряжением пробоя, чтобы он удовлетворял вышеуказанным критериям.

Стабилитрон подключен с обратным смещением, поэтому, как только напряжение Зенера превышается, ток течет через диод, но происходит незаметное падение напряжения. Следовательно, таким образом ограничивается напряжение на нагрузке. Таким образом, он используется в качестве регулятора напряжения. Это считается основным применением диода Зенера.

Рассеиваемая мощность стабилитрона

Как видно из обсуждавшихся до сих пор моментов, стабилитрон будет работать в обратном направлении. Как правило, рассеиваемая мощность является произведением общих значений тока и напряжения.
В стабилитроне определяется как

P = V Z X I R

Где V Z обозначает напряжение Зенера, а I R представляет обратный ток.

Различия между диодом и стабилитроном

      Диод

Стабилитрон

(1) Базовый диод с p-n переходом, его проводимость будет ограничена при прямом смещении.

(1) Здесь проводимость проявляется как при прямом, так и при обратном смещении.

(2) В диоде этого типа низкий уровень легирования.

(2) Уровень допинга здесь высокий.

(3) При протекании здесь обратного тока диодный переход повреждается.

(3) Поскольку он является проводящим при обратном смещении, обратный ток не повлияет на его соединение.

(4) Это подчиняется закону Ома.

(4) Закон Ома не используется

(5) В основном используется при ректификации.

(5) Может применяться для управления напряжением в качестве шунтирующих регуляторов и т. д.,

Приведенное выше сравнение обоих типов дает нам базовые знания об этом. Совершенно ясно, что диод с основным или слабо легированным переходом имеет единственную способность проводить прямой ток, но этот диод способен выдерживать как прямой, так и обратный ток из-за его сильно легированного перехода.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *