Site Loader

Содержание

Принцип работы стабилитрона — Технический

Конструктивно стабилитрон подобен обычным плоскостным кремниевым диодам.

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

В режиме лавинного пробоя самое незначительное увеличение обратного напряжения приводит к резкому возрастанию числа свободных электронов и дырок за счет эффекта Зенера и эффекта лавинного умножения.

Эффект лавинного умножения состоит в том, что быстро движущийся носитель заряда – дырка или электрон — при соударении может передать часть своей энергии валентному электрону, перебросив его в зону проводимости. В результате создается новая пара носителей заряда – электрон в зоне проводимости и дырка в валентной зоне, которые в свою очередь могут передать энергию другим электронам и т.д. При достаточной величине внешнего поля процесс приобретает лавинный характер, обратный ток резко увеличивается.

Другим механизмом работы стабилитрона является туннельный пробой.

Вольтамперная характеристика стабилитрона представлена на рис. .

Стабилитрон изготавливают, как правило, на основе слаболегированного кремния.

При подаче больших обратных напряжений, которые соответствуют на энергетической диаграмме большому смещению энергетических зон, в p — n переходе образуется большое ускоряющее поле для неосновных носителей заряда. Неосновных носители ускоряются в поле p — n перехода и ионизируют атомы основного вещества, которые в свою очередь ускоряются в этом же поле и ионизируют другие атомы . При этом количество подвижных носителей резко (лавинообразно) возрастает и ток через p — n переход в обратном направлении резко возрастает. Обратный ток ограничивается только внешними элементами электрической цепи. При этом напряжение на стабилитроне практически не меняется.

При малых напряжениях стабилизации <6 Вольт имеет место туннельный пробой p — n перехода, а при больших – лавинный.

На основе p — n перехода, процессы в котором основываются на явлениях туннельного и лавинного пробоев p — n перехода, и который содержит на обратной ветви ВАХ участок с малым сопротивлением при определённом напряжении √ это напряжение стабилизации.

Стабилитрон изготавливают, как правило, на основе слаболегированного кремния.

При этом в p — n переходе образуется большое ускоряющее поле для неосновных носителей заряда и при обратном направлении порядка неосновных носители ускоряются в поле p — n перехода ионизируют атомы основного вещества, которые в свою очередь ускоряются в этом же поле и ионизируют другие атомы .

При этом количество подвижных носителей резко (лавинообразно) возрастает и ток через p — n переход в обратном направлении резко возрастает.

И он ограничивается только внешними элементами электрической цепи.

При этом напряжение на стабилитроне практически не меняется.

При малых напряжениях стабилизации <6 Вольт имеет место туннельный пробой p — n перехода.

Схема включения стабилитрона.

Параметрический стабилизатор при обратном включении.

Используется стабилитрон при обратном включении.

R б — балластное сопротивление,

D — стабилитрон,

Rн — сопротивление нагрузки, на котором выделяется стабильное напряжение

Конструктивно стабилитрон подобен обычным плоскостным кремниевым диодам.

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).


В таком режиме самое незначительное увеличение обратного напряжения приводит к резкому возрастанию числа свободных электронов и дырок за счет эффекта Зенера и эффекта лавинного умножения. Эффект лавинного умножения состоит в том, что быстро движущийся носитель заряда – дырка или электрон — при соударении может передать часть своей энергии валентному электрону, перебросив его в зону проводимости. В результате создается новая пара носителей заряда – электрон в зоне проводимости и дырка в валентной зоне, которые в свою очередь могут передать энергию другим электронам и т.д. При достаточной величине внешнего поля процесс приобретает лавинный характер, обратный ток резко увеличивается.

«Стабилитроны, принцип работы и назначение»

Сценарий

открытого урока по дисциплине:

«Физические основы полупроводников и микроэлектронной техники»

на тему:

«Стабилитроны, принцип работы и назначение»

Нальчик- 2015 г.

Тема: «Стабилитроны, принцип работы и назначение»

I.Цель урока:

учебная:

1. Организовать работу студентов по усвоению новых понятий и углублению имеющихся знаний.

2. Организация самостоятельного анализа, сравнения, умозаключения и обобщения материала.

3. Сформировать убеждение о необходимости разработки данной темы.

развивающая:

1. Развить мысленную деятельность студентов, расширить технический кругозор.

2.Развить у студентов интерес к изучаемой теме.

воспитательная:

1. Привить трудолюбие.

2. Привить любовь к данной дисциплине.

II. Организация учебного процесса.

Урок:

1) по форме — урок-лекция с применением ИКТ;

2) по методу – объяснение с элементами исследования;

3) по методу опроса – устная форма.

III. Межпредметные связи:

1) Связь, предшествующая с дисциплинами: «Химия», «Электротехника», «Физика».

2) Связь параллельная — с дисциплиной «Электронная техника»; «Материаловедение»; «Электрорадиоизмерения».

3) Последующая связь — с дисциплиной «Технология производства ИМС»; «Микроэлектроника».

IV. Учебно-наглядные пособия:

Подготовленная к уроку презентация с рисунками и схемами, интерактивная доска.

V.Ход урока

1. Организационный момент: проверка санитарного состояния аудитории, учет посещаемости.

2. Проверка выполнения домашнего задания по теме: «Выпрямительные диоды, принцип работы и назначение».

Основные вопросы:

— Структура и принцип работы выпрямительных и импульсных диодов.

— Конструкция, параметры и использование выпрямительных диодов.

3. Изложение нового материала:

Основные вопросы:

— Определение стабилитрона.

— Принцип работы стабилитрона.

— Конструкция стабилитрона.

— Схема включения стабилитрона.

— Основные параметры стабилитрона.

Лекция.

Полупроводниковый стабилитрон — полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а его дифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей Ома до сотен Ом. Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов.

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

Рис. 1 Вольт-амперные характеристики стабилитронов с преобладанием лавинного (слева) и туннельного (справа) механизмов пробоя.

Механизм пробоя конкретного образца можно определить грубо — по напряжению стабилизации, и точно — по знаку его температурного коэффициента. В «серой зоне» (смотри рисунок 1), в которой конкурируют оба механизма пробоя, ТКН может быть определён только опытным путём. Низковольтные лавинные диоды (LVA) на напряжения от 4 до 10 В — исключение из правила: в них действует только лавинный механизм.

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

Силовые стабилитроны изготавливают из монокристаллического кремния по диффузионно-сплавной или планарной технологии, маломощные — по планарной, реже меза-технологии. В планарном диодном процессе используется две или три фотолитографии. Первая фотолитография вскрывает на поверхности защитного оксида широкие окна, в которые затем вводится легирующая примесь. В зависимости от требуемого профиля легирования могут применяться процессы ионной имплантации, химическое парофазное осаждение и диффузия из газовой среды или из поверхностной плёнки. После первичного ввода примеси её загоняют из поверхностного слоя вглубь кристалла при температуре 1100—1250°C. Затем проводят операцию геттерирования — выталкивания поверхностных дефектов в глубину кристалла и пассивацию его поверхности. Геттерирование и пассивация не только снижают шум стабилитрона, но и радикально повышают его надёжность, устраняя основную причину случайных отказов — поверхностные дефекты. Вторая фотолитография вскрывает окна для нанесения первого, тонкого слоя анодной металлизации. После неё, при необходимости, проводится электронно-лучевое осаждение основного слоя анодной металлизации, третья фотолитография и электронно-лучевое осаждение металла со стороны катода.

Рис. 2 Устройство маломощного стабилитрона с гибкими выводами в пластиковом (вверху) и стеклянном (внизу) корпусах.

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

Прецизионные термокомпенсированные стабилитроны и стабилитроны со скрытой структурой широко применяются в качестве дискретных и интегральных источников опорного напряжения (ИОН), в том числе в наиболее требовательных к стабильности напряжения схемах измерительных аналого-цифровых преобразователей.

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

Основные параметры стабилитрона.

Напряжение стабилизации — рабочее напряжение на стабилитроне, соответствующее средней точке области стабилизации.

Напряжение зажигания — напряжение, при котором возникает тлеющий разряд.

Ток стабилитрона — наименьший и наибольший ток, при котором стабилитрон работает устойчиво.

Ток стабилизации — ток, который бареттер при длительной работе может поддерживать постоянным.

Напряжение стабилизации — пределы изменения падения напряжения на сопротивлении стабилитрона, при которых ток, протекающий через него, изменяется не более чем на 5 %.

4. Самостоятельная работа.

Написать реферат на тему: « Разновидность и характеристики современных стабилитронов».

5. Закрепление материала:

1. Что называется стабилитроном?

2. Что собой представляет структура стабилитрона?

3. Какие два явления заложены в принцип работы стабилитрона?

4. В чем заключается явление туннельного пробоя?

5. В чем заключается явление лавинного пробоя?

6. Что собой представляет конструкция стабилитрона?

7. Каковы основные параметры стабилитрона?

Домашнее задание:

  1. Выучить структуру и принцип работы стабилитрона.

  2. Знать конструкцию и основные параметры стабилитрона.

Список литературы:

  1. В.Г. Гусев: «Электроника» изд. 4-е, Москва, «Высшая школа», 2010г.

  2. Микроэлектроника: учебное пособие для вузов. Под редакцией Л.А. Коледова, Москва, «Высшая школа», 2010г.

Урок проведен: 14.04.2015г.

Преподаватель: Питерякова Н.А.

Как работает стабилитрон.

Стабилитрон — это что такое и для чего он нужен? Принцип работы стабилитрона

Много-много лет тому назад такого слова как стабилитрон не существовало вообще. Тем более в бытовой аппаратуре.

Попробуем представить себе громоздкий ламповый приёмник середины двадцатого века. Многие приносили их в жертву собственному любопытству, когда папа с мамой приобретали что-нибудь новое, а «Рекорд» или «Неман» отдавали на растерзание .

Блок питания лампового приёмника был предельно прост: мощный кубик силового трансформатора , который обыкновенно имел всего две вторичных обмотки, диодный мостик или селеновый выпрямитель, два электролитических конденсатора и резистор на два ватта между ними.

Первая обмотка питала накал всех ламп приёмника переменным током и напряжением 6,3V (вольт), а на примитивный выпрямитель приходило порядка 240V для питания анодов ламп. Ни о какой стабилизации напряжения и речи не шло. Исходя из того, что приём радиостанций вёлся на длинных, средних и коротких волнах с очень узкой полосой и ужасным качеством, наличие или отсутствие стабилизации напряжения питания на это качество совершенно не влияло, а приличной автоподстройки частоты на той элементной базе просто быть не могло.

Стабилизаторы в то время применялись только в военных приёмниках и передатчиках, конечно тоже ламповые. Например: СГ1П – стабилизатор газоразрядный, пальчиковый. Так продолжалось до тех пор, пока не появились транзисторы. И тут выяснилось, что схемы, выполненные на транзисторах очень чувствительны к колебаниям питающего напряжения, и обыкновенным простым выпрямителем уже не обойтись. Используя физический принцип, заложенный в газоразрядных приборах, был создан полупроводниковый стабилитрон реже называемый диод Зенера.

Графическое изображение стабилитрона на принципиальных схемах.

Внешний вид стабилитронов. Первый сверху в корпусе для поверхностного монтажа . Второй сверху – в стеклянном корпусе DO-35 и мощностью 0,5 Вт. Третий, – мощностью 1 Вт (DO-41). Естественно, стабилитроны изготавливают в разнообразных корпусах. Иногда в одном корпусе объединяется два элемента.

Принцип работы стабилитрона.

Прежде всего, не следует забывать, что стабилитрон работает только в цепях постоянного тока. Напряжение на него подают в обратной полярности, то есть на анод стабилитрона будет подан минус «-«. При таком включении через него протекает обратный ток (I обр ) от выпрямителя. Напряжение с выхода выпрямителя может изменяться, будет изменяться и обратный ток, 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-Амперной Характеристики), как показано на рисунке. К его основным параметрам относятся U ст . (напряжение стабилизации) и I ст . (ток стабилизации). Эти данные указаны в паспорте на конкретный тип стабилитрона. Причём величина максимального и минимального тока учитывается только при расчёте стабилизаторов с прогнозируемым большим изменением напряжения.

Основные параметры стабилитронов.

Для того чтобы подобрать нужный стабилитрон необходимо разбираться в маркировках полупроводниковых приборов. Раньше все типы диодов, включая и стабилитроны, обозначались буквой “Д” и цифрой определяющей, что же это за прибор. Вот пример очень популярного стабилитрона Д814 (А, Б, В, Г). Буква показывала напряжение стабилизации.

Рядом паспортные данные современного стабилитрона (2C147A ), который использовался в стабилизаторах для питания схем на популярных сериях микросхем К155 и К133 выполненных по ТТЛ технологии и имеющих напряжение питания 5V.

Чтобы разбираться в маркировках и основных параметрах современных отечественных полупроводниковых приборов необходимо немного знать условные обозначения. Они выглядят следующим образом: цифра 1 или буква Г – германий, цифра 2 или буква К – кремний, цифра 3 или буква А – арсенид галлия. Это первый знак. Д – диод, Т – транзистор, С – стабилитрон, Л – светодиод. Это второй знак. Третий знак это группа цифр обозначающих сферу применения прибора. Отсюда: ГТ 313 (1Т 313) – высокочастотный германиевый транзистор, 2С147 – кремниевый стабилитрон с номинальным напряжением стабилизации 4,7 вольта, АЛ307 – арсенид-галлиевый светодиод.

Вот схема простого, но надёжного стабилизатора напряжения.

Между коллектором мощного транзистора и корпусом подается напряжение с выпрямителя и равное 12 – 15 вольт. С эмиттера транзистора мы снимаем 9V стабилизированного напряжения, так как в качестве стабилитрона VD1 мы используем надёжный элемент Д814Б (см. таблицу). Резистор R1 – 1кОм, транзистор КТ819 обеспечивающий ток до 10 ампер.

Транзистор необходимо разместить на радиаторе-теплоотводе. Единственный недостаток данной схемы – это невозможность регулировки выходного напряжения. В более сложных схемах подстроечный резистор, конечно, имеется. Во всех лабораторных и домашних радиолюбительских источниках питания есть возможность регулировки выходного напряжения от 0 и до 20 – 25 вольт.

Интегральные стабилизаторы.

Развитие интегральной микроэлектроники и появление многофункциональных схем средней и большой степени интеграции, конечно, коснулось и проблем связанных со стабилизацией напряжения. Отечественная промышленность напряглась и выпустила на рынок радиоэлектронных компонентов серию К142, которую составляли как раз интегральные стабилизаторы. Полное название изделия было КР142ЕН5А, но так как корпус был маленький и название не убиралось целиком, стали писать КРЕН5А или Б, а в разговоре они назывались просто «кренки».

Сама серия была достаточно большая. В зависимости от буквы варьировалось выходное напряжение. Например, КРЕН3 выдавал от 3 до 30 вольт с возможностью регулировки, а КРЕН15 был пятнадцативольтовым двухполярным источником питания.

Подключение интегральных стабилизаторов серии К142 было крайне простым. Два сглаживающих конденсатора и сам стабилизатор. Взгляните на схему.

Если есть необходимость получить другое стабилизированное напряжение, то поступают следующим образом: допустим, мы используем микросхему КРЕН5А на 5V, а нам нужно другое напряжение. Тогда между вторым выводом и корпусом ставится стабилитрон с таким расчётом, чтобы сложив напряжение стабилизации микросхемы, и стабилитрона мы получили бы нужное напряжение. Если мы добавим стабилитрон КС191 на V = 9,1 + 5V микросхемы, то на выходе мы получим 14.1 вольт.

Стабилитрон — это полупроводниковый диод с уникальными свойствами. Если обычный полупроводник при обратном включении является изолятором, то он выполняет эту функцию до определенного роста величины приложенного напряжения, после чего происходит лавинообразный обратимый пробой. При дальнейшем увеличении протекающего через стабилитрон обратного тока напряжение продолжает оставаться постоянным за счет пропорционального уменьшения сопротивления. Таким путем удается добиться режима стабилизации.

В закрытом состоянии через стабилитрон сначала проходит небольшой ток утечки. Элемент ведет себя как резистор, величина сопротивления которого велика. При пробое сопротивление стабилитрона становится незначительным. Если дальше продолжать повышать напряжение на входе, элемент начинает греться и при превышении током допустимой величины происходит необратимый тепловой пробой. Если дело не доводить до него, при изменении напряжения от нуля до верхнего предела рабочей области свойства стабилитрона сохраняются.

Когда напрямую включается стабилитрон, характеристики не отличаются от диода. При подключении плюса к p-области, а минуса — к n-области сопротивление перехода мало и ток через него свободно протекает. Он нарастает с увеличением входного напряжения.

Стабилитрон — это особый диод, подключаемый большей частью в обратном направлении. Элемент сначала находится в закрытом состоянии. При возникновении электрического пробоя стабилитрон напряжения поддерживает его постоянным в большом диапазоне тока.

На анод подается минус, а на катод — плюс. За пределами стабилизации (ниже точки 2) происходит перегрев и повышается вероятность выхода элемента из строя.

Характеристики

Параметры стабилитронов следующие:

  • U ст — напряжение стабилизации при номинальном токе I ст;
  • I ст min — минимальный ток начала электрического пробоя;
  • I ст max — максимальный допустимый ток;
  • ТКН — температурный коэффициент.

В отличие от обычного диода, стабилитрон — это полупроводниковое устройство, у которого на вольт-амперной характеристике области электрического и теплового пробоя достаточно далеко расположены друг от друга.

С максимально допустимым током связан параметр, часто указываемый в таблицах — мощность рассеивания:

P max = I ст max ∙ U ст.

Зависимость работы стабилитрона от температуры может быть как с положительным ТКН, так и отрицательным. При последовательном подключении элементов с разными по знакам коэффициентами создаются прецизионные стабилитроны, не зависящие от нагрева или охлаждения.

Схемы включения

Типовая схема простого стабилизатора, состоит из балластного сопротивления R б и стабилитрона, шунтирующего нагрузку.

В некоторых случаях происходит нарушение стабилизации.

  1. Подача на стабилизатор большого напряжения от источника питания при наличии на выходе фильтрующего конденсатора. Броски тока при его зарядке могут вызвать выход из строя стабилитрона или разрушение резистора R б.
  2. Отключение нагрузки. При подаче на вход максимального напряжения ток стабилитрона может превысить допустимый, что приведет к его разогреву и разрушению. Здесь важно соблюдать паспортную область безопасной работы.
  3. Сопротивление R б подбирается небольшим, чтобы при минимально возможной величине напряжения питания и максимально допустимом токе на нагрузке стабилитрон находился в рабочей зоне регулирования.

Для защиты стабилизатора применяются тиристорные схемы защиты или

Резистор R б рассчитывается по формуле:

R б = (U пит — U ном)(I ст + I н).

Ток стабилитрона I ст выбирается между допустимыми максимальным и минимальным значениями, в зависимости от напряжения на входе U пит и тока нагрузки I н.

Выбор стабилитронов

Элементы имеют большой разброс по напряжению стабилизации. Чтобы получить точное значение U н, стабилитроны подбираются из одной партии. Есть типы с более узким диапазоном параметров. При большой мощности рассеивания элементы устанавливают на радиаторы.

Для расчета параметров стабилитрона необходимы исходные данные, например, такие:

  • U пит = 12-15 В — напряжение входа;
  • U ст = 9 В — стабилизированное напряжение;

Параметры характерны для устройств с небольшим потреблением энергии.

Для минимального входного напряжения 12 В ток на нагрузке выбирается по максимуму — 100 мА. По закону Ома можно найти суммарную нагрузку цепи:

R ∑ = 12 В / 0,1 А = 120 Ом.

На стабилитроне падение напряжения составляет 9 В. Для тока 0,1 А эквивалентная нагрузка составит:

R экв = 9 В / 0,1 А = 90 Ом.

Теперь можно определить сопротивление балласта:

R б = 120 Ом — 90 Ом = 30 Ом.

Оно выбирается из стандартного ряда, где значение совпадает с расчетным.

Максимальный ток через стабилитрон определяется с учетом отключения нагрузки, чтобы он не вышел из строя в случае, если какой-либо провод отпаяется. Падение напряжения на резисторе составит:

U R = 15 — 9 = 6 В.

Затем определяется ток через резистор:

I R = 6/30 = 0,2 А.

Поскольку стабилитрон подключен к нему последовательно, I c = I R = 0,2 А.

Мощность рассеивания составит P = 0,2∙9 = 1,8 Вт.

По полученным параметрам подбирается подходящий стабилитрон Д815В.

Симметричный стабилитрон

Симметричный диодный тиристор представляет собой переключающий прибор, проводящий переменный ток. Особенностью его работы является падение напряжения до нескольких вольт при включении в диапазоне 30-50 В. Его можно заменить двумя встречно включенными обычными стабилитронами. Устройства применяют в качестве переключающих элементов.

Аналог стабилитрона

Когда не удается подобрать подходящий элемент, используют аналог стабилитрона на транзисторах. Их преимуществом является возможность регулирования напряжения. Для этого можно применять усилители постоянного тока с несколькими ступенями.

На входе устанавливают делитель напряжения с R1. Если входное напряжение возрастает, на базе транзистора VT1 оно также увеличивается. При этом растет ток через транзистор VT2, который компенсирует увеличение напряжения, поддерживая тем самым его стабильным на выходе.

Маркировка стабилитронов

Выпускаются стеклянные стабилитроны и стабилитроны в пластиковых корпусах. В первом случае на них наносятся 2 цифры, между которыми располагается буква V. Надпись 9V1 обозначает, что U ст = 9,1 В.

На пластиковом корпусе надписи расшифровываются с помощью даташита, где также можно узнать другие параметры.

Темным кольцом на корпусе обозначается катод, к которому подключается плюс.

Заключение

Стабилитрон — это диод с особыми свойствами. Достоинством стабилитронов является высокий уровень стабилизации напряжения при широком диапазоне изменения рабочего тока, а также простые схемы подключения. Для стабилизации малого напряжения приборы включают в прямом направлении, и они начинают работать как обычные диоды.

Стабильная зарплата, стабильная жизнь, стабильное государство. Последнее не про Россию, конечно:-). Если глянуть в толковый словарик, то можно толково разобрать, что же такое “стабильность”. На первых строчках Яндекс мне сразу выдал обозначение этого слова: стабильный – это значит постоянный, устойчивый, не изменяющийся.

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

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

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

Стабилитрон или диод Зенера

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

Вывод с “кепочкой” называется также как и у диода – катод , а другой вывод – анод .

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


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


Напряжение стабилизации

Самый главный параметр стабилитрона – это конечно же, напряжение стабилизации. Что это за параметр?

Давайте возьмем стакан и будем наполнять его водой…

Сколько бы воды мы не лили в стакан, ее излишки будут выливаться из стакана. Думаю, это понятно и дошкольнику.

Теперь по аналогии с электроникой. Стакан – это стабилитрон. Уровень воды в полном до краев стакане – это и есть напряжение стабилизации стабилитрона. Представьте рядом со стаканом большой кувшин с водой. Водой из кувшина мы как раз и будем заливать наш стакан водой, но кувшин при этом трогать не смеем. Вариант только один – лить воду из кувшина, пробив отверстие в самом кувшине. Если бы кувшин был меньше по высоте, чем стакан, то мы бы не смогли лить воду в стакан. Если объяснить языком электроники – кувшин обладает “напряжением” больше, чем “напряжение” стакана.

Так вот, дорогие читатели, в стакане заложен весь принцип работы стабилитрона. Какую бы струю мы на него не лили (ну конечно в пределах разумного, а то стакан унесет и разорвет), стакан всегда будет полным. Но лить надо обязательно сверху. Это значит, напряжение, которое мы подаем на стабилитрон, должно быть выше, чем напряжение стабилизации стабилитрона.

Маркировка стабилитронов

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


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


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


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

Катод у зарубежных стабилитронов помечается в основном черной полосой


Как проверить стабилитрон

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


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


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


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

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

Uвх=Uвых.стаб +Uрезистора

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

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

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


Теперь внимательно следим за показаниями мультиметра и блока питания:


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


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


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


Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Думаю, не помешало бы рассмотреть Вольт амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона. Выглядит она примерно как-то так:


где

Iпр – прямой ток, А

Uпр – прямое напряжение, В

Эти два параметра в стабилитроне не используются

Uобр – обратное напряжение, В

Uст – номинальное напряжение стабилизации, В

Iст – номинальный ток стабилизации, А

Номинальный – это значит нормальный параметр, при котором возможна долгосрочная работа радиоэлемента.

Imax – максимальный ток стабилитрона, А

Imin – минимальный ток стабилитрона, А

Iст, Imax, Imin это сила тока, которая течет через стабилитрон при его работе.

Так как стабилитрон работает именно в обратной полярности, в отличие от диода (стабилитрон подключают катодом к плюсу, а диод катодом к минусу), то и рабочая область будет именно та, что отмечена красным прямоугольником.


Как мы видим, при каком-то напряжении Uобр у нас график начинает падать вниз. В это время в стабилитроне происходит такая интересная штука, как пробой. Короче говоря, он не может больше наращивать на себе напряжение, и в это время начинается возрастать сила тока в стабилитроне. Самое главное – не переборщить силу тока, больше чем Imax , иначе стабилитрону придет кердык. Самым лучшим рабочим режимом стабилитрона считается режим, при котором сила тока через стабилитрон находится где-то в середине между максимальным и минимальным его значением. На графике это и будет рабочей точкой рабочего режима стабилитрона (пометил красным кружком).


Заключение

Раньше, во времена дефицитных деталей и начала расцвета электроники, стабилитрон часто использовался, как ни странно, для стабилизации выходного напряжения . В старых советских книгах по электронике можно увидеть вот такой участок цепи различных источников питания:


Слева, в красной рамке, я пометил знакомый вам участок цепи блока питания. Здесь мы получаем постоянное напряжение из переменного . Справа же, в зеленой рамке, схема стабилизации;-).

В настоящее время трехвыводные (интегральные) стабилизаторы напряжения вытесняют стабилизаторы на стабилитронах, так как они в разы лучше стабилизируют напряжение и обладают хорошей мощностью рассеивания.

На Али можно взять сразу целый набор стабилитронов, начиная от 3,3 Вольт и до 30 Вольт. Выбирайте на ваш вкус и цвет.


Блок питания 0-30 Вольт своими руками

Сколько всяких интересных радиоустройств собирают радиолюбители, но основа, без которой не будет работать практически ни одна схема — блок питания . .Часто до сборки приличного блока питания просто не доходят руки. Конечно промышленность выпускает достаточно качественных и мощных стабилизаторов напряжения и тока, однако не везде они продаются и не у всех есть возможность их купить. Проще спаять своими руками.

Схема блока питания:


Предлагаемая схема простого (всего 3 транзистора) блока питания выгодно отличается от аналогичных точностью поддержания выходного напряжения — тут применена компенсационная стабилизация, надёжностью запуска, широким диапазоном регулировки и дешёвыми недефицитными деталями.


После правильной сборки работает сразу, только подбираем стабилитрон согласно требуемому значению максимального выходного напряжения БП.

Корпус делаем из того, что под рукой. Классический вариант — металлическая коробочка от компьютерного БП ATX. Уверен, каждый имеет их немало, так как иногда они сгорают, а купить новый проще, чем чинить.

В корпус прекрасно влазит трансформатор на 100 ватт, и плате с деталями найдётся место.

Кулер можно оставить — лишним не будет. А чтоб не шумел, просто питаем его через токоограничительный резистор, который подберёте экспериментально.

Для передней панели не поскупился и купил пластиковую коробочку — в ней очень удобно делать отверстия и прямоугольные окна для индикаторов и регуляторов.

Амперметр берём стрелочный — чтоб хорошо были видны броски тока, а вольтметр поставил цировой — так удобнее и красивее!

После сборки регулируемого блока питания проверяем его в работе — он должен давать почти полный ноль при нижнем (минимальном) положении регулятора и до 30В — при верхнем. Подключив нагрузку пол ампера — смотрим на просадку выходного напряжения. Она должна быть тоже минимальной.

В общем, при всей своей кажущейся простоте, данный блок питания наверное один из лучших по своим параметрам. При необходимости можно добавить в него узел защиты — пару лишних транзисторов.

Схема работы и применения стабилитронов

Диод — один из основных компонентов в электронные схемы . Если вы хотите знать о напряжениях, вы должны знать о диодах. Диод в основном состоит из полупроводники которые имеют две характеристики: тип «P» и тип «N». В Полупроводники типа «P» и «N» представляют собой полупроводники положительного и отрицательного типа. Полупроводник P-типа будет иметь избыточное количество дырок в конфигурации, а полупроводник N-типа будет иметь избыточное количество электронов. Если в монокристалле присутствуют оба типа характеристик, то его можно назвать диодом. Положительная клемма батареи соединяется со стороной «P», а отрицательная сторона — со стороной «N». Давайте обсудим, как работает стабилитрон. Это не что иное, как простой диод, подключенный в обратном направлении.



Стабилитрон

Стабилитрон

В основном это особые свойства диода, а не какого-либо специального оборудования. Человек по имени Клиренс Зинер изобрел это свойство диода, поэтому он назван в его честь как память. Особенность диода в том, что он будет пробой в цепи если напряжение приложено к цепи с обратным смещением. Это не позволяет току течь по нему. Когда напряжение на диоде увеличивается, температура также увеличивается, и ионы кристалла колеблются с большей амплитудой, и все это приводит к пробою обедненного слоя. Слой на стыке типа «П» и типа «N». Когда применяется напряжение превышает имеет место пробой стабилитрона определенной суммы.


V-I характеристики стабилитрона

Стабилитрон — это не что иное, как один диод, подключенный в режиме обратного смещения, а стабилитрон может быть подключен с положительным обратным смещением в цепи, как показано на рисунке. Мы можем подключать его для различных приложений.


Условное обозначение цепи стабилитрона показано на рисунке. Для удобства используется нормально. Обсуждая диодные схемы стоит посмотреть графическое представление работы стабилитрона. Это называется ВАХ обычного диода с p — n переходом.

Подключение стабилитрона

Характеристики стабилитрона

На приведенной выше диаграмме показаны ВАХ поведения стабилитрона. Когда диод подключен в диод прямого смещения действует как обычный диод. Когда напряжение обратного смещения больше заданного напряжения, возникает напряжение пробоя стабилитрона. Для получения напряжения пробоя контролируется резкое и отчетливое легирование и устраняются дефекты поверхности. В приведенных выше ВАХ Vz — это напряжение стабилитрона. А также напряжение на коленях, потому что в этот момент ток очень быстрый.

Поведение стабилитрона

Применение стабилитрона

Стабилитрон широко используется в качестве шунтирующего регулятора или регулятора напряжения. Изучив первую часть статьи, мы знаем, что такое стабилитрон и каков основной принцип работы. Здесь возникает вопрос, где могут быть полезны диоды этого типа. Основное применение этого типа диодов в качестве защитного напряжения regulator. Over напряжения, в качестве опорного напряжения.


Проверка стабилитрона

Мы обсудили применение стабилитрона в качестве стабилизатора напряжения, а теперь обсудим два других момента.

Защита от перенапряжения выполняется с помощью стабилитронов, потому что через диод проходит ток после того, как напряжение обратного смещения превышает определенное напряжение. Эта схема обеспечивает безопасность оборудования, подключенного к клеммам. Обычно ток не должен превышать нормальный клапан, но если из-за какой-либо неисправности в цепи ток превышает максимально допустимое напряжение, то оборудование системы может быть повреждено. Используется SCR, благодаря которому выходное напряжение быстро снижается и перегорает предохранитель, который отключает питание входного источника. Схема схемы показана ниже для лучшего понимания.

Подключение стабилитрона

Источник опорного напряжения определяет постоянную подачу тока или напряжения питания в качестве работ напряжения Зенера. Если подача тока такая же, то во избежание нестабильной работы мы используем стабилитроны. Они используются там, где опорное напряжение требуется, как амперметры, омметры и вольтметры.

Стабилитрон как регулятор напряжения

Термин «регулятор» означает «регулирующий». Стабилитрон может работать как регулятор напряжения, если он включен в схему. Выходной сигнал на диоде будет постоянным. Он приводится в действие источником тока. Как мы знаем, если напряжение на диоде превышает определенное значение, он потребляет чрезмерный ток от источника питания. Принципиальная схема стабилитрона как регулятора напряжения приведена ниже.

Чтобы зафиксировать ток через стабилитрон, вводится последовательное сопротивление R, значение которого можно выбрать из следующего уравнения

Сопротивление резистора (Ом) = (V1 — V2) / (ток стабилитрона + ток нагрузки)

На приведенной выше диаграмме показан шунтирующий регулятор, поскольку регулирующий элемент параллелен нагрузочному элементу. Диод Зенера производит стабильное опорное напряжение на нагрузке, которая удовлетворяет критериям требования регулятора.

Стабилитрон позволяет току течь в прямом направлении так же, как идеальный диод. Он также позволяет течь в обратном направлении, когда напряжение выше определенного значения, известного как напряжение пробоя.

Это устройство названо в честь Зенера. Зинер обнаружил это электрическое свойство. Стабилитрон — это диод, в котором обратный пробой происходит из-за квантового туннелирования электронов под действием высокого электрического поля, называемого эффектом Зенера. Многие диоды, описываемые как стабилитроны, вместо этого полагаются на лавинный пробой. Оба типа используются с преобладанием эффекта Зенера при напряжении 5,6 В и лавинным пробоем выше. Обычные приложения включают в себя обеспечение опорного напряжения для регуляторов напряжения. Это необходимо для защиты устройств от кратковременных импульсов напряжения.

Связь с стабилитроном

Эти устройства также встречаются последовательно с базовым эмиттерным переходом. На транзисторных каскадах, когда выборочный выбор устройства сосредоточен вокруг лавины или точки Зенера. Его можно использовать для введения компенсирующего температурного коэффициента балансировки транзистора. Усилитель ошибки постоянного тока, используемый в системе обратной связи регулируемой цепи питания, является одним из примеров.

Они также используются в устройствах защиты от перенапряжения для ограничения систем с импульсными скачками напряжения, а еще одним применением стабилитрона является использование шума, вызванного его лавинным пробоем в генераторе случайных чисел. Вы можете сказать мне еще несколько применений стабилитрона? Комментируя….

Фото:

ZVS генератор, сборка и принцип работы / Хабр

Схема и принцип работы

Сегодня мы с вами соберем так любимый рентгеностроителями и высоковольтниками ZVS генератор, подключим строчник и попускаем красивые горячие дуги. По сути, схема является мощным двухтактным резонансным высокоэффективным генератором, собранным на двух MOSFET-ах по топологии пуш-пулл (это когда транзисторы по очереди качают свою половину первичной обмотки). Схема очень похожа на генератор Ройера с полевиками, но отличается, и причем в лучшую сторону. Итак, рассмотрим схему:

Мы видим два симметричных плеча, работающих по очереди. Когда на схему подается питание, один из транзисторов начинает открываться быстрее другого, из-за того, что нельзя изготовить два идентичных ключа. Даже транзисторы из одной партии будут немного отличатся, и этого хватит, чтобы запустить процесс. Допустим, верхний транзистор начнет открываться раньше, тогда затвор нижнего через диод и открытый переход верхнего начнет разряжаться на землю. Одновременно с этим через верхнюю часть обмотки начнет протекать ток, а так же заряжаться контурный конденсатор. Когда конденсатор зарядится, поскольку с первичной обмоткой он составляет колебательный контур, начнет отдавать заряд в обмотку, а затем катушка отдаст в конденсатор импульс ЭДС самоиндукции, и конденсатор опять зарядится, но уже другой полярностью, в результате этого верхний транзистор начнет запираться, а нижний открываться, еще больше запирая верхний и дозаряжая затвор через резистор. Таким образом, генерация стабилизируется на резонансной частоте колебательного контура, а при помощи диодов реализуется надежное запирание одного ключа при открытии другого (если два транзистора откроются сразу, они окажут КЗ источнику питания и эффектно сгорят). Схема называется ZVS (Zero Voltage Switching) потому что переключение транзисторов происходит когда в колебательном контуре минимальное напряжение, именно из-за этого генератор высокоэффективный, а так же из-за того, что полевики работают почти в ключевом режиме. Стабилитроны нужны для защиты затворов от пробития при большом питающем напряжении. Питание схемы 12-30 вольт, максимальная мощность с IRFP260N до 500 ватт.

Сборка

Пройдемся по компонентам: транзисторы — любые мощные мосфеты, но стоит учитывать, что амплитуда напряжения на стоках превышает питающее в примерно три раза, советую IRFP250-260N. Резисторы два ватта 470-560 ом, стабилитрон 12-18 вольт 1,3 ватта, или супрессор на то же напряжение (у меня супрессор 1,5KE12A). Дроссель мотается проводом не тоньше 0,7мм (у меня 1 мм) на кольце из феррита или порошкового железа (сине-салатовые или желто-белые кольца из компьютерных блоков питания тоже подходят), индуктивность 50-200мкгн, оптимально 100. Диоды быстрые 400+ вольт 1+ампер (я использовал HER308). Конденсаторы пленочные не менее 630 вольт, но нежелательно, греются, суммарная емкость 0,3-1мкф, оптимально 0,6-0,7мкф. Советую использовать пару MKPH 0,3мкф, они вообще не греются. Печатную плату я оставлю внизу в формате PDF.

После запайки всех компонентов переходим к изготовлению трансформатора: на любом советском строчнике мотаем 5+5 витков монтажного провода в одну сторону, вторичкой будет высоковольтная обмотка. Ну а теперь фото красивой дуги, полученной при питании 19 вольт.

Всем спасибо за прочтение! Буду рад, если статья была полезной и интересной!

Ссылка на плату и схему

Принцип работы стабилитрона и оценка положительных и отрицательных полюсов

Теплые подсказки: Эта статья содержит около 5000 слов, а время чтения составляет около 20 мин.

Введение

Стабилитрон представляет собой кристаллический диод с поверхностным контактом, изготовленный из кремниевого материала, называемый трубкой Зенера. Этот диод представляет собой полупроводниковый прибор, обладающий очень высоким сопротивлением вплоть до критического обратного напряжения пробоя.Когда регулятор напряжения находится в обратном пробое, он почти постоянен в определенном диапазоне тока (или в пределах определенного диапазона потерь мощности), а напряжение на клеммах почти постоянно, что показывает характеристики регулирования напряжения и, таким образом, широко используется в регулируемый источник питания и ограничивающая цепь. Среди них. Стабилитрон бинируется по напряжению пробоя. Из-за этой характеристики стабилитрон в основном используется в качестве регулятора напряжения или компонента опорного напряжения.Стабилитроны могут быть соединены последовательно для использования при более высоких напряжениях, а более стабильные напряжения могут быть получены последовательным соединением, называемым двунаправленными регуляторами.

Каталог


Ⅰ Рабочий Принцип действия Стабилитрон D йод

Чтобы понять характеристики стабилитрона , просто посмотрите на обратную характеристику 3 диода 0003. Основной характеристикой всех кристаллических диодов является однонаправленная проводимость.То есть прямое наддув включено, а обратное наддув невозможно. Здесь есть условие, чтобы обратное наддув не превышало выдерживаемого обратного напряжения трубки. Так что же получается после превышения выдерживаемого напряжения? Ответ прост: трубка сгорела. Но это не весь ответ. Тест показал, что до тех пор, пока значение обратного тока ограничено (например, резистор включен последовательно между лампой и источником питания), лампа не сгорит, хотя и сломана.Более того, было обнаружено, что после обратного пробоя трубки ток менялся от большого к малому, а напряжение падало лишь незначительно, а с уменьшением тока напряжение резко падало, пока не упало до определенного значения тока. Именно эта характеристика позволяет использовать диод Зенера. Ключом к использованию стабилитрона является расчет его значения тока.

Характеристики стабилитрона

Характеристика стабилитрона заключается в том, что после пробоя напряжение на нем остается практически постоянным.Таким образом, когда регулятор напряжения подключен к цепи, если напряжение каждой точки в цепи колеблется из-за колебаний напряжения источника питания или по другим причинам, напряжение на нагрузке останется практически неизменным.

Как правило, триод является прямопроводящим и обратнозамкнутым; обратное напряжение, подаваемое на диод, если оно превышает возможности диода, диод пробивает. Однако есть диод, чья прямая характеристика такая же, как у обычного диода, но обратная характеристика особенная: когда обратное напряжение приложено до определенной степени, хотя лампа находится в состоянии пробоя, через нее проходит большой ток. , но не повреждается, и это явление очень воспроизводимо; и наоборот, пока трубка находится в состоянии пробоя, хотя электричество, протекающее через трубку, сильно различается, напряжение на трубке изменяется очень мало, чтобы стабилизировать напряжение. Этот специальный диод называется стабилитроном. Тип стабилитрона имеет серии 2CW, 2DW и другие, а его условное обозначение показано на рисунке 1.

Рис. 1. Обозначение стабилитрона

Характеристика регулирования напряжения стабилитрона может быть четко выражена кривой вольт-амперной характеристики, показанной на рисунке 2.

Рис. 2. Кривая вольтамперной характеристики стабилитрона

Диод Зенера работает с использованием характеристики регулирования напряжения многозонного обратного удара.Поэтому стабилитрон включен в цепи наоборот. Обратное напряжение пробоя стабилитрона называется стабильным напряжением, и стабильное напряжение разных типов стабилитронов также различно. Значение регулирования напряжения определенного типа трубки регулятора напряжения фиксируется в диапазоне устья. Например, значение регулирования 2CW11 составляет от 3,2 до 4,5 вольт, где значение регулирования одной лампы может быть 3,5 вольт, а другой лампы может быть 4,2 вольта.

В практических приложениях, если напряжение регулятора не выбрано для соответствия требуемому регулятору напряжения, можно выбрать лампу регулятора с более низким напряжением регулирования, а затем можно последовательно соединить один или несколько кремниевых диодов «подушек» для увеличения стабильность напряжения до необходимого значения.Это достигается применением кремниевого диода с прямым падением напряжения от 0,6 до 0,7 вольт. Следовательно, диод должен быть подключен в прямом направлении цепи, что отличается от стабилитрона.

Стабильность стабилитрона можно выразить его динамическим сопротивлением r :

r= ΔU (изменение напряжения) / ΔI (изменение тока)

Очевидно, что при одном и том же изменении тока ΔI, чем меньше изменение напряжения ΔU на стабилитроне, тем меньше динамическое сопротивление и тем лучше характеристики стабилитрона.

Динамическое сопротивление стабилитрона зависит от рабочего тока, и рабочий ток больше. Чем меньше динамическое сопротивление. Следовательно, чтобы добиться хорошего эффекта регулирования напряжения, необходимо выбрать рабочий ток. Рабочий ток выбирается большим, чтобы уменьшить динамическое сопротивление, но не превышать максимально допустимый ток (или максимальную мощность рассеивания) лампы. Рабочий ток и максимально допустимый ток для различных типов ламп можно найти в инструкции.

На стабильность трубки Зенера может влиять температура. При изменении температуры изменяется и его стабильное напряжение. Температурный коэффициент стабильного напряжения обычно используется для обозначения этой характеристики. Например, стабильное напряжение трубки регулятора типа 2CW19 Uw = 12 вольт, температурный коэффициент составляет 0,095%°C, что указывает на то, что устойчивое напряжение повышается на 11,4 мВ на каждый 1°C повышения температуры. Для повышения стабильности схемы часто используются соответствующие меры температурной компенсации. Когда характеристики стабильности очень высоки, требуются регуляторы напряжения с температурной компенсацией, такие как 2DW7A, 2DW7W, 2DW7C и т. д.

 

(1) в обычном режиме. Это значение незначительно зависит от рабочего тока и температуры.Это тот же тип стабилитрона, и стабильное значение напряжения также имеет определенную дисперсию. Например, стабильное напряжение кремниевого стабилитрона 2CW14 составляет от 6 до 7,5 В.

 

(2) Рассеиваемая мощность PM: Когда обратный ток проходит через PN-переход стабилитрона, возникают определенные потери мощности, а также повышается температура PN-перехода. Рассеиваемая мощность трубки определяется исходя из допустимой рабочей температуры PN-перехода.Обычно лампы небольшой мощности имеют мощность от нескольких сотен милливатт до нескольких ватт.

Максимальная рассеиваемая мощность PZM: Максимальная мощность потерь стабилитрона зависит от площади PN-перехода и рассеивания тепла. При работе в обратном направлении потери мощности PN-перехода составляют:

PZ = VZ * IZ, IZmax можно определить по PZM и VZ.

 

(3) Стабильный ток IZ, минимальный стабильный ток IZmin, большой стабильный ток IZmax Стабильный ток: обратный ток, когда рабочее напряжение равно стабильному напряжению; минимальный стабильный ток: минимальный обратный ток, необходимый, когда стабилитрон работает при стабильном напряжении; Максимальный установившийся ток: Максимальный обратный ток, допустимый стабилитроном.

 

(4) Динамическое сопротивление rZ: Концепция аналогична динамическому сопротивлению обычного диода, за исключением того, что динамическое сопротивление стабилитрона получается из его обратной характеристики. Чем меньше rZ, тем круче пробойная характеристика стабилитрона.

Рз=△ВЗ/△ИЗ

 

(5) Температурный коэффициент стабильного напряжения: Изменение температуры будет

вызывает изменение ВЗ, в трубке Зенера,

Когда |ВЗ| >7 В, ВЗ имеет положительный температурный коэффициент, обратный пробой – лавинный;

При |VZ|<4В, VZ имеет отрицательный температурный коэффициент, а обратный пробой – пробой Зенера;

Когда 4V<|VZ|<7V, трубка Зенера может получить температурный коэффициент, близкий к нулю.

Такой стабилитрон можно использовать как стандартный стабилизатор.

 

 

Ⅲ Стабилитрон D йод C характеристики

Стабилитроны обычно работают в состоянии обратного пробоя.

Прямые характеристики стабилитрона аналогичны характеристикам обычного диода.

Обратная характеристика заключается в том, что когда обратное напряжение ниже обратного напряжения пробоя, обратное сопротивление велико, а обратный ток утечки чрезвычайно мал.Однако, когда обратное напряжение близко к критическому значению обратного напряжения, обратный ток резко возрастает, что называется пробоем, при котором обратное сопротивление внезапно падает до небольшого значения.

Хотя ток изменяется в широком диапазоне, напряжение на диоде в значительной степени стабилизируется вблизи напряжения пробоя, тем самым реализуя функцию регулирования диода.

На рисунке ниже показана вольт-амперная характеристика стабилитрона:

Рис. 3.Кривая вольт-амперной характеристики

ⅳ ⅳ Zener D IODE C Ircuit C D IAGRAM IAGRAM 9004 (1) Простой цепь регулятора напряжения, состоящая из диода кремния ZENER, показана на рисунке 4. Силиконовое напряжение регулятор DW включен параллельно нагрузке Rfz, а R1 является токоограничивающим резистором.

Рис. 4. Схема кремниевого стабилитрона

 

  • Как регулируется эта цепь?

Если напряжение сети возрастает, выходное напряжение Usr схемы выпрямителя также увеличивается, вызывая рост напряжения нагрузки Usc.Так как стабилитрон DW включен параллельно нагрузке Rfz, то пока корень растет меньше, ток, протекающий через стабилитрон, будет резко увеличиваться, так что I1 также увеличивается, а падение напряжения на токоограничивающем резисторе R1 увеличивается , тем самым компенсируя рост Usr, который сохраняет напряжение нагрузки Usc практически неизменным. И наоборот, если напряжение сети падает, вызывая падение Usr, вызывая также падение Usc, ток в стабилитроне резко уменьшается, вызывая уменьшение I1 и падение напряжения на R1, тем самым компенсируя падение Usr и поддерживая нагрузка.Напряжение Usc практически не меняется.

Если Usr остается постоянным, а ток нагрузки увеличивается, падение напряжения на резисторе R1 увеличивается, что приводит к падению напряжения нагрузки Usc. Как только Usc немного упадет, ток в стабилитроне быстро уменьшится, так что падение напряжения на R1 снова уменьшится, сохраняя падение напряжения на R1 практически постоянным, что стабилизирует напряжение нагрузки Usc.

Рис. 5. Схема кремниевого стабилитрона

 

(2) Получение сигнала опорного напряжения, самая примитивная схема, то есть простая схема регулятора напряжения, состоящая из токоограничивающего резистора и стабилитрона, как показано на блок-схеме на фиг.6.

Рис. 6. Простая схема стабилитрона R, D

 

Рис. 7. Цепь стабилитрона с усилением тока/мощности

В схеме, показанной на рисунке, из-за максимального тока пробоя стабилитрона выходная способность схемы по току крайне мала. Поэтому в общих приложениях добавляется повторитель напряжения, как показано на рис. 7, для увеличения тока/мощности. Возможность вывода.

В схеме рисунка 6 правильный подбор значения сопротивления токоограничивающего резистора R является обязательным условием нормальной работы схемы стабилизации напряжения.При разгрузке цепи нагрузки ток, протекающий через стабилитрон Дз, не превышает его максимально выдерживаемого значения и повреждается; при максимальной нагрузке еще необходимо следить за тем, чтобы ток, протекающий через Дз, превышал минимальное значение тока пробоя, и он все еще находился при Прорыве через рабочую зону. С точки зрения безопасности стабилитрона, пока ток, протекающий через него, не превышает максимального обратного выдерживаемого тока стабилитрона, нет опасности повреждения компонентов схемы. Нормальная рабочая зона стабилитрона относится к его обратному состоянию пробоя при определенных условиях тока. В это время в области большого изменения тока величина изменения напряжения на клеммах относительно мала и даже незначительна.

 

 

Ⅴ Стабилитрон, положительное и отрицательное решение

5.1 Стабилитрон, положительный и отрицательный

Стабилитрон, использующий обратное состояние пробоя p-n перехода, ток можно изменять в широком диапазоне, а напряжение составляет по существу постоянным, и изготавливается диод, который действует как регулятор напряжения.Этот диод представляет собой полупроводниковый прибор, обладающий очень высоким сопротивлением вплоть до критического обратного напряжения пробоя.

В этой критической точке пробоя обратное сопротивление снижается до небольшого значения. В этой области низкого сопротивления ток увеличивается, а напряжение остается постоянным. Из-за этой характеристики стабилитрон классифицируется по напряжению пробоя. Зенеровский диод в основном используется в качестве регулятора напряжения или компонента опорного напряжения. Стабилитроны могут быть соединены последовательно для использования при более высоких напряжениях, что приводит к более высоким регулируемым напряжениям последовательно.

Разбираемся со стабилитроном, давайте подробно объясним, как следует оценивать положительные и отрицательные полюса стабилитрона и как подключать положительные и отрицательные клеммы стабилитрона.

 

5.2 Оценка полярности

Самый простой способ — посмотреть на логотип снаружи. Отрицательный полюс обычно печатается с черным или серебряным кольцом, а положительный полюс — нет. См. ниже:

 

 

5.3 Метод идентификации

(1). Судя по внешнему виду, положительный конец металлического корпуса стабилитрона плоский, а отрицательный конец имеет полукруглую форму.

(2). Один конец пластикового корпуса диода с напечатанной на нем цветовой маркировкой является отрицательным полюсом, а другой конец — положительным полюсом.

(3). Для стабилитрона с неясным знаком вы также можете использовать мультиметр, чтобы определить его полярность. Поверните мультиметр в положение измерительного диода.Поместите две ручки на концы диода. Звонит зуммер, затем конец красной ручки положительный, а черной ручки отрицательный.

 

5.4 Положительное и отрицательное соединение стабилитрона

Многие друзья сомневаются в положительном и отрицательном соединении стабилитронов, потому что некоторые направления противоположны нормальному направлению.

Рис. 8. Подключение стабилитрона

Все мы знаем, что все стабилитроны работают в обратном сквозном состоянии, поэтому, как правило, положительный и отрицательный полюсы стабилитрона меняются местами.А стабилитрон усиливается при отрицательном напряжении через токоограничивающий резистор и подключается к низкому напряжению или земле на положительном полюсе, поэтому на выходе получается положительное напряжение.

 

ⅵ ⅵ ZENER D D IODE A A
TS I TS A Plactionation 1

Согласие 30004

Диод ZENER — это силиконовый диод поверхностного контакта, изготовленный специальным процессом. Стабилитрон работает в области обратного пробоя, и в определенном диапазоне токов (ΔIZ) стабилитрон не повреждается.Поскольку пробой стабилитрона является пробоем Зенера, стабилитрон также называют стабилитроном. После добавления регулятора напряжения с некоторым пробоем обратного напряжения обратный ток изменяется в широких пределах, а напряжение на трубке остается в основном одинаковым, поэтому регулятор напряжения и регулируется.

Лампы Зенера обычно имеют два применения (следующее IZ — рабочий ток, UZ — номинальное регулируемое напряжение, UW — фактическое рабочее напряжение):

При нормальной работе находится во включенном состоянии, IZ ≥ 0.1 мА, в это время стабилитрон работает как регулятор напряжения, UW ≈ UZ. В штатном режиме он находится в состоянии «выключено», то есть UW

Фактически, обычно используемые трубки Зенера в основном делятся на две категории: одна из них — это так называемая «стабилизирующая трубка», а другая — устройство типа TVS.Первое обычно является первым использованием, последнее — вторым использованием. Но это не абсолют, это всего лишь характеристические параметры. Обыкновенный стабилитрон тоже можно использовать в качестве защитного устройства, но скорость срабатывания плохая, и он не подходит для случаев, когда необходимо подавить чрезвычайно высокоскоростные импульсные помехи. TVS тоже можно использовать как регулятор, и естественно не подходит.

 

 

Ⅶ Меры предосторожности при использовании стабилитронов

Когда стабилитрон работает в состоянии обратного пробоя, напряжение на нем практически постоянно.Используя это свойство, его часто используют в схемах для формирования схемы регулятора напряжения. Схема стабилизации напряжения, состоящая из стабилитрона, имеет небольшую степень стабильности и небольшой выходной ток, но обладает преимуществами простоты, экономичности и практичности и поэтому широко используется. В реальной схеме для использования стабилитрона следует обратить внимание на следующие проблемы:

1. Следует обратить внимание на разницу между обычным диодом и стабилитроном.Многие обычные диоды, особенно трубки со стеклянным корпусом, имеют цветовую форму, аналогичную диодам Зенера. Если вы не будете тщательно различать их, вы будете использовать их неправильно. Разница в следующем: посмотрите на форму, многие стабилитроны цилиндрические, короткие и толстые, а обычный диод тонкий, если он цилиндрический; посмотрите на логотип, внешняя поверхность стабилитрона отмечена значением регулятора напряжения, например, 5V6, указывает на то, что значение регулирования напряжения составляет 5,6 В; используйте мультиметр для измерения в соответствии с однонаправленной проводимостью, используйте блок X1K, чтобы сначала оценить положительную и отрицательную полярность тестируемого диода, затем используйте блок X10K, черная ручка для подключения отрицательного диода. Красная ручка подключена к положительный полюс диода.Измеренное значение сопротивления больше, чем у шестерни X1K. Если значение обратного сопротивления велико, вероятность использования общего диода очень велика. Если значение обратного сопротивления становится маленьким, то это стабилитрон.

 

2. Следует обратить внимание на разницу между прямым и обратным использованием стабилитронов. Когда диод Зенера используется в прямом направлении, он в основном такой же, как и обычный диод в прямом направлении. Напряжение на обоих концах после прямой проводимости в основном постоянное и составляет около 0.7В. Теоретически стабилитрон также можно использовать в качестве стабилитрона в прямом направлении, но его значение регулирования будет ниже 1 В, а характеристики регулирования напряжения неудовлетворительны. Как правило, характеристика прямой проводимости трубки Зенера не используется сама по себе для стабилизации. Давление, но с обратной пробивной характеристикой регулировать. Значение обратного напряжения пробоя является регулировочным значением. Иногда два стабилитрона используются последовательно, один использует свою прямую характеристику, а другой использует свою обратную характеристику как для регулирования, так и для температурной компенсации для улучшения регулирования напряжения.

 

3. Следует обратить внимание на влияние токоограничивающего резистора и влияние величины сопротивления. В схеме регулятора напряжения на стабилитроне резистор R обычно включается последовательно, как показано на рис. 1 или 2. Резистор действует как ограничитель тока в цепи и улучшает эффект регулирования напряжения. Если резистор не добавлен, когда R = 0, трубку Зенера легко сжечь, и эффект регулирования напряжения будет крайне плохим.Чем больше сопротивление токоограничивающего резистора, тем лучше характеристики регулирования напряжения в цепи, но разница входного и выходного напряжения будет слишком большой, и потребляемая мощность будет больше.

 

4. Необходимо обратить внимание на разницу давлений между входом и выходом. При нормальном использовании выходное напряжение схемы стабилизатора напряжения на стабилитроне равно значению регулирования напряжения на обоих концах стабилитрона после обратного пробоя.Если значение напряжения, вводимое в схему регулятора напряжения, меньше, чем напряжение регулятора напряжения, в цепи произойдет потеря регулирования напряжения, только когда оно больше отношения, возникает эффект регулирования напряжения, и чем больше разница напряжений, тем больше больше должно быть сопротивление токоограничивающего резистора, иначе выйдет из строя регулятор напряжения.

 

5. Зенер можно использовать последовательно. После того, как несколько последовательных регуляторов соединены последовательно, можно получить множество различных значений регулирования напряжения, поэтому последовательное соединение является более распространенным.В следующем примере показано, как получить значение регулирования напряжения после последовательного использования двух регуляторов напряжения. Если значение регулирования напряжения стабилитрона составляет 5,6 В, другое значение регулирования напряжения составляет 3,6 В, а напряжение трубки регулятора напряжения составляет 0,7 В, когда она проводит, то после последовательного соединения имеется четыре различных значения регулирования напряжения. , как показано на рисунке. (а) показывает.

 

6. Трубки Зенера обычно не используются параллельно.После параллельного включения нескольких стабилитронов значение регулирования будет определяться наименьшим из них (включая значение напряжения после прямой проводимости). Возьмите два вышеупомянутых регулятора напряжения в качестве примера, чтобы проиллюстрировать метод расчета значения регулирования напряжения. Есть четыре случая после двух параллельных подключений, а значение регулирования напряжения всего два, как показано на рисунке (b). Стабилитроны не используются параллельно, если не указано иное.

Рисунок 9.Регулятор напряжения

ⅸ Zeter D
D
D R Объем D D Evice Evice

8.1 Обычный диод (положительное воздействие проводимости)

Хорошо известно, что отсоединение эмитера общий диод и транзистор имеет пороговое напряжение. Для кремниевого устройства напряжение включения составляет около 0,65 В. Это изменение напряжения незначительно при изменении тока включения. Поэтому любой обычный диод из кремниевого материала можно использовать в качестве стабилитрона 0.6В, и его прямое падение напряжения используется как значение регулятора напряжения. Очевидно, поскольку рабочий ток обычного диода часто в несколько раз превышает рабочий ток стабилитрона, после замены выходная мощность увеличивается, а область регулирования напряжения расширяется. Если нужен стабилитрон на 2,5В, можно взять 3 обычных диода.

Вместо стабилитронов используются чисто диоды. Если требуемое значение регулирования напряжения велико, несколько последовательных соединений особенно неудобны.Это побудило меня искать другие устройства на замену.

 

8.2 Светоизлучающий диод (напряжение положительной проводимости)

Прямое падение напряжения светодиода составляет около 1,7~2 В, и можно достичь последовательного значения трех диодов. Если необходим регулятор на 3,5 В, две серии можно заменить. Однако следует отметить, что значение рабочего тока светодиода обычно составляет 10~20 мА. Обратите внимание на значение R, чтобы ток, протекающий через светодиод, был не более 20 мА.

 

8.3 Эмиттерный переход транзистора (обратное напряжение пробоя)

Это идеальная замена стабилитрону. Одним из параметров триода является Vbeo, представляющее собой величину обратного напряжения пробоя эмиттерного перехода. Помнится, в то время надо было срочно использовать в ремонте стабилизатор напряжения на 6В, подобрать кварцевый триод 3ДГ6, и после наложения токоограничительного резистора на базу подать обратное напряжение эмиттерного перехода и измерить напряжение значение 6В вместо исходного.Трубка регулятора ремонтирует устройство. Наиболее широко используются транзисторы серии 90xx. Если требуется стабилизатор на 5 В, его можно заменить эмиттерным переходом 9013. Эмиттерный переход любого триода имеет относительно стабильное значение напряжения пробоя. По сути, транзистор также является заменой стабилитрона.

 

Рисунок 10. Схема-заменитель стабилитрона

 

8.4 Определенный тип диода (обратное напряжение пробоя)

При устранении неполадок нет необходимости использовать стабилитрон на 110 В.Готовой трубки регулятора под рукой нет. Использовать серию других серий не реально. Имеется высокочастотный маломощный выпрямительный диод 1N4148, последовательное соединение резисторов 100к, добавление DC500V, тест, обратное напряжение пробоя IN4148, не может быть ровно 110V. Обычные выпрямительные диоды, такие как серия IN40xx, имеют обратное напряжение пробоя VRRM, равное 50 В, 100 В, 400 В и 600 В. Если применить в обратном порядке, это просто серия стабилитронов.

 

  • Суть серийных стабилитронов и шунтирующих стабилитронов

Из-за разницы между компонентом регулятора напряжения Dz или компонентом регулятора напряжения VT и нагрузкой RL его можно разделить на параллельную (шунтирующую) схему регулятора напряжения и последовательную (делитель напряжения) схему регулятора напряжения, две формы цепи, как показано на рисунке 13:

Рисунок 11.

Существует несколько причин изменения напряжения Uo, таких как изменения температуры, но наиболее важные две из них, а именно изменение входного напряжения и изменение тока нагрузки, оказывают наиболее существенное влияние.

Если цепь нагрузки эквивалентна резистору RL, изменение внутреннего сопротивления стабилитрона эквивалентно RDz (переменное сопротивление), и можно сделать вывод, что процесс регулирования напряжения выглядит следующим образом:

(а) Цепь представляет собой схему шунтирующего регулятора, а Dz и RL соединены параллельно.

Когда RL фиксирован, только когда входное напряжение изменяется (например, повышается), чтобы поддерживать Uo, значение сопротивления RDz изменяется до небольшой точки, а шунтирующая способность тока питания усиливается, чтобы заставить Uo падать назад и сохранить исходное значение. без изменений;

Когда входное напряжение постоянно, а сопротивление нагрузки RL изменяется (например, становится меньше), увеличение тока нагрузки вызывает тенденцию к снижению Uo. В это время значение сопротивления RDz увеличивается, а шунт уменьшается, в результате чего Uo возрастает до исходного значения.

 

(b) Схема представляет собой цепь последовательного регулятора, а VT и RL соединены последовательно.

Кратко проанализируйте процесс управления регулированием напряжения при постоянном входном напряжении и изменении нагрузки.

Когда ток нагрузки увеличивается, то есть RL становится меньше, очевидно, что значение сопротивления RVT уменьшается в той же пропорции, так что исходное значение парциального давления может поддерживаться. Точно так же, когда RL становится больше, RVT также становится пропорционально больше.Для поддержания постоянного Uo.

Можно видеть, что независимо от того, является ли это последовательной регулировкой напряжения или шунтирующей регулировкой напряжения, независимо от того, изменяется ли входное напряжение или изменяется ток нагрузки, компонент регулятора напряжения или компонент регулировки регулятора напряжения могут поддерживать только выход Uo без изменения сопротивления/тока изменять. Элемент регулятора регулирования выступает здесь как переменный резистор. Другими словами, компонент регулятора напряжения или компонент регулятора напряжения синхронно регулируют изменение тока контура для поддержания постоянного выходного напряжения.Это управление регулировкой напряжения, реализованное путем регулировки переменного тока.

Недостаток схемы линейного регулятора в том, что потребляемая мощность самого компонента регулировки велика, то есть присутствует напряжение на клеммах и при этом протекает большая часть или весь ток нагрузки. Иногда потребляемая мощность самого компонента подстройки превышает потребляемую мощность схемы нагрузки, что приводит к неэффективности. Из-за этой слабости наступило появление источника питания DC-DC преобразователя импульсного типа, и наступает эра импульсных источников питания, заменяющих линейные блоки питания.

 

Часто задаваемые вопросы о стабилитроне Basic

1. Что такое стабилитрон и как он работает?
Зенеровский диод представляет собой кремниевый полупроводниковый прибор, пропускающий ток в прямом или обратном направлении. … Зенеровский диод имеет четко определенное обратное напряжение пробоя, при котором он начинает проводить ток и продолжает работать непрерывно в режиме обратного смещения, не повреждаясь.

 

2. Что такое характеристики стабилитрона? Диоды Зенера
легированы сильнее, чем обычные диоды.Они имеют очень тонкую область истощения. Когда мы прикладываем напряжение, превышающее напряжение пробоя Зенера (может варьироваться от 1,2 до 200 вольт), область обеднения исчезает, и через переход начинает протекать большой ток.

 

3. Для чего используется стабилитрон? Стабилитроны
используются для регулирования напряжения, в качестве опорных элементов, ограничителей перенапряжения, а также в коммутационных устройствах и схемах ограничения. Напряжение нагрузки равно напряжению пробоя VZ диода. Последовательный резистор ограничивает ток через диод и сбрасывает избыточное напряжение, когда диод открыт.

 

4. Как стабилитрон используется в качестве регулятора напряжения? Стабилитроны
широко используются в качестве источников опорного напряжения и шунтирующих стабилизаторов для регулирования напряжения в небольших цепях. При параллельном подключении к источнику переменного напряжения с обратным смещением стабилитрон проводит ток, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода.

 

5. Что такое напряжение пробоя стабилитрона?
Когда напряжение обратного смещения, подаваемое на стабилитрон, достигает напряжения стабилитрона, он начинает пропускать большой ток.В этот момент небольшое увеличение обратного напряжения быстро увеличивает электрический ток. Из-за этого внезапного увеличения электрического тока происходит пробой, называемый пробоем стабилитрона.

 

6. Что произойдет, если стабилитрон смещен в прямом направлении?
Зенеровский диод подобен сигнальному диоду общего назначения. При смещении в прямом направлении он ведет себя как обычный сигнальный диод, но при приложении к нему обратного напряжения напряжение остается постоянным для широкого диапазона токов…. Обратное напряжение может увеличиваться до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение пробоя диода.

 

7. Как подключить стабилитрон?
Для подключения стабилитрона в цепь и обеспечения регулирования напряжения стабилитрон должен быть подключен с обратным смещением, параллельно источнику питания, который дает стабилитрону его напряжение, вдоль источника, подключенного к резистору. Напряжение питания 9 В падает на резистор и стабилитрон.

 

8. Что делает стабилитрон в цепи?
Зенеровский диод представляет собой кремниевый полупроводниковый прибор, пропускающий ток в прямом или обратном направлении.Диод состоит из специального, сильно легированного p-n перехода, предназначенного для проведения в обратном направлении при достижении определенного заданного напряжения.

 

9. В чем разница между диодом и стабилитроном?
Диод — это полупроводниковый прибор, проводящий ток только в одном направлении. Зенеровский диод представляет собой полупроводниковый прибор, проводящий как в прямом, так и в обратном направлении. Обычный диод, если он работает с обратным смещением, выйдет из строя.

 

10.Диод Зенера сильно легирован? Стабилитроны
— это высоколегированные диоды. Это означает, что их поведение при прямом смещении будет таким же, как у обычного диода. Но при обратном смещении потенциал их перехода увеличивается. Это означает, что когда напряжение пересекает 6 В, диод находится в состоянии обратного пробоя, и, следовательно, ток через диод быстро увеличивается.

 

Рекомендуемое чтение

Назначение и принцип работы диода

Учебное пособие по стабилитронам

: каков принцип работы стабилитрона?

Альтернативные модели

Часть Сравнить Производители Категория Описание
Произв.Деталь №: 540-44-044-24-000000 Сравните: 940-44-044-24-000000 ВС 540-44-044-24-000000 Производители: Mill-Max Категория: Разъемы для интегральных схем и компонентов Описание: Разъем PLCC SKT 44POS 2.54-миллиметровая трубка для припоя ST со сквозным отверстием
№ по каталогу производителя:961103-5604-AR Сравните: Текущая часть Производители: 3M Категория: Межплатные соединители Описание: Межплатный соединитель 3M 961103-5604-AR, 2.54 мм, 3 контакта, жатка, серия 961, сквозное отверстие, 1 ряд
№ производителя: 22-28-8034 Сравните: 961103-5604-АР ВС 22-28-8034 Производители:Molex Категория: Коллекторы и розетки Описание: Conn Unshrouded Header HDR 3POS 2.Мешок для припоя RA Thru-Hole KK® 54 мм
№ производителя: 61300311021 Сравните: 961103-5604-АР ВС 61300311021 Производитель:Wurth Electronics Категория: Межплатные соединители Описание: Межплатный соединитель WURTH ELEKTRONIK 61300311021, прямоугольный, 2.54 мм, 3 контакта, разъем, серия WR-PHD, сквозное отверстие

Каков принцип работы стабилитрона?

Когда нормальные шлифовальные диоды «разлагаются», они обычно разрушительны.Тем не менее, можно построить специальный тип диода, который может справляться с отказами, но не полностью. Этот тип диода называется стабилитроном.

Когда прямые стабилитроны ведут себя так же, как и стандартные диоды: они имеют прямое падение напряжения, которое соответствует «уравнению диода» и составляет около 0,7 вольт. В режиме инвертирования/переворота они не работают до тех пор, пока приложенное напряжение не достигнет или не превысит так называемое напряжение стабилитрона, в этот момент диод способен проводить значительный ток и таким образом попытается ограничить низкое напряжение на нем. эта точка напряжения стабилитрон.Пока мощность, рассеиваемая этим обратным током, не превышает тепловых пределов диода, диод не будет затронут.

Стабилитроны

изготавливаются с напряжением стабилитрона от нескольких вольт до сотен вольт. Это напряжение стабилитрона незначительно меняется в зависимости от температуры и, как и обычные значения сопротивления углеродному составу, может составлять от 5% до 10% погрешности в спецификациях производителя. Однако эта стабильность и точность, как правило, достаточны для использования стабилитрона в качестве устройства регулирования напряжения в общей цепи питания.

Обратите внимание на ориентацию стабилитрона в приведенной выше схеме: диод смещен в обратном направлении, и это намеренно. Если бы мы имели дело с «обычным» диодом, так что мы были смещены вперед, оно упало бы всего на 0,7 вольта, как обычный диод. Если мы хотим использовать свойства обратного пробоя этого диода, нам нужно использовать его в режиме обратного смещения. Пока напряжение питания остается выше напряжения стабилитрона (в данном примере 12,6 вольт), низкое напряжение на стабилитроне будет оставаться на уровне около 12.6 вольт.

Как и любое полупроводниковое устройство, стабилитрон чувствителен к температуре. Чрезмерная температура разрушит стабилитрон, и, поскольку напряжение падает и опережает ток, он выделяет собственное тепло в соответствии с законом Джоуля (P = IE). Следовательно, вы должны быть осторожны при проектировании схемы регулятора, чтобы не превысить рассеиваемую мощность диода. Довольно интересно, что когда стабилитроны выходят из строя из-за чрезмерного рассеивания мощности, они обычно не работают, а кратковременно открываются.Неудачный диод в этом режиме легко обнаруживается: он опускает практически нулевое напряжение при смещении или в виде куска провода.

Какова теория стабилитрона? – Rampfesthudson.com

Какова теория стабилитрона?

Зенеровский диод подобен сигнальному диоду общего назначения. При смещении в прямом направлении он ведет себя как обычный сигнальный диод, но при приложении к нему обратного напряжения напряжение остается постоянным для широкого диапазона токов.Стабилитрон используется в своем «обратном смещении». …

Каков принцип работы стабилитрона?

Принцип работы стабилитрона

То есть при прямом смещении он пропускает ток, а при обратном смещении блокирует ток. После того, как это напряжение превысит точку пробоя (при обратном смещении), диод падает в области Зенера, где он проводит без повреждений. Течение в этой области называют лавинным течением.

Как работает лавинный диод?

Лавинный диод пропускает электрический ток в обратном направлении, когда напряжение обратного смещения превышает напряжение пробоя.Когда на лавинный диод подается прямое напряжение смещения, он работает как обычный диод с p-n переходом, пропуская через себя электрический ток.

Что такое стабилитрон 5v1?

Этот стабилитрон 1N4733A настроен на 5,1 В, что делает его идеальным для защиты входов цепи 5 В. в частности, он имеет минимальное напряжение 4,845 В и максимальное напряжение 5,355 В при токе утечки 1 В и испытательном токе 49 мА.

Что такое физика стабилитрона 12?

Диод Зенера представляет собой сильнолегированный диод на кристалле кремния, который позволяет току течь в прямом направлении так же, как идеальный диод.Это также позволяет току течь в обратном направлении, когда напряжение превышает определенное значение, известное как напряжение пробоя.

Почему мы используем диод Зенера?

Напряжение Зенера на диоде остается постоянным в широком диапазоне значений тока Зенера. Благодаря этому свойству стабилитроны широко используются в качестве устройств постоянного напряжения. Таким образом, стабилитрон можно использовать для определения напряжения путем измерения тока Зенера с помощью какого-либо другого устройства. …

Что такое стабилитрон и объясните его характеристики?

Характеристики стабилитрона.Стабилитроны работают аналогично обычным диодам в режиме прямого смещения. Они имеют напряжение смещения включения от 0,3 до 0,7 В. При подключении в обратном режиме в большинстве приложений возникает небольшой ток утечки.

Что такое стабилитрон и лавинный диод?

Лавинный пробой производит пары электронов и дырок из-за тепловых эффектов, тогда как диод Зенера производит электроны. Напряжение лавинного пробоя возникает из-за высокого обратного потенциала, потому что он слабо легирован, тогда как пробой Зенера происходит из-за низкого обратного потенциала.

Что такое эффект Зенера и лавинный эффект?

Эффект Зенера отличается от лавинного пробоя. Эффект Зенера и лавинный эффект могут возникать одновременно или независимо друг от друга. В общем случае пробой диодного перехода при напряжении ниже 5 вольт вызван эффектом Зенера, тогда как пробой при напряжении выше 5 вольт вызван лавинным эффектом.

Что означает 5.6 в стабилитроне СЗ 5.6?

В кремниевых диодах примерно до 5.6 вольт эффект Зенера является преобладающим эффектом и показывает заметный отрицательный температурный коэффициент. Выше 5,6 вольт лавинный эффект становится преобладающим и имеет положительный температурный коэффициент.

Что такое Зенер Из?

Ток: Ток IZM стабилитрона — это максимальный ток, который может протекать через стабилитрон при его номинальном напряжении VZ. Это определяет максимальную мощность, которая может быть рассеяна корпусом, и является произведением напряжения на диоде на ток, протекающий через него.

Как работает диод Зенера в условиях обратного смещения?

Диод Зенера

представляет собой кремниевый полупроводник с p-n переходом, который специально разработан для работы в условиях обратного смещения. При прямом смещении он ведет себя как обычный сигнальный диод, но при подаче на него обратного напряжения напряжение остается постоянным для широкого диапазона токов.

Каково максимальное напряжение стабилитрона?

Zener/Breakdown Voltage — стабилитрон или обратное напряжение пробоя находится в диапазоне от 2.от 4 В до 200 В, иногда может доходить до 1 кВ, в то время как максимальное значение для устройства поверхностного монтажа составляет 47 В. Ток Iz (max) – это максимальный ток при номинальном напряжении стабилитрона (Vz – от 200 мкА до 200 А). )

Когда происходит лавинный пробой стабилитрона?

Лавинный пробой происходит в стабилитронах с напряжением стабилитрона (Vz) выше 6В. Когда приложенное обратное напряжение смещения приближается к напряжению Зенера, электрическое поле в обедненной области становится достаточно сильным, чтобы вытягивать электроны из их валентной зоны.

Как эффект Зенера связан с полупроводниками?

Этот эффект известен как эффект Зенера. Зенеровский диод — это сильнолегированный полупроводниковый прибор, предназначенный для работы в обратном направлении. Зенеровские диоды изготавливаются с большим разнообразием стабилитронов (Vz), а некоторые даже изготавливаются с переменным напряжением.

Что такое стабилитрон? Определение, конструкция, работа, характеристики и применение стабилитрона

Определение : Специальный тип диода с PN-переходом, который работает в режиме обратного смещения, а точнее в области пробоя, известен как стабилитрон.Уровень легирования стабилитрона несколько выше, чем у обычного диода с PN-переходом. Так что может дать резкое напряжение пробоя.

Пробой

Zener был впервые замечен и объяснен американским ученым C. Zener . Он в основном используется в регулировании напряжения, чтобы поддерживать постоянное напряжение, даже когда нагрузка показывает колебания.

Содержимое: Стабилитрон

  1. Символ
  2. Строительство
  3. Рабочий
  4. VI Характеристики
  5. Приложения
  6. Ключевые термины

Символ стабилитрона

Приведенная ниже цифра представляет условное обозначение стабилитрона:

Его символ чем-то похож на символ обычного диода.Однако небольшое изменение наблюдается в символе стабилитрона, который показан изгибами на двух концах вертикальной линии.

Конструкция стабилитрона

На рисунке ниже представлена ​​диффузная структура стабилитрона:

Здесь субстраты N и P диффундируют вместе. Область перехода покрыта слоем диоксида кремния (SiO 2 ). В то же время при строительстве вся сборка металлизируется для создания соединения анода и катода.Слой SiO 2 помогает предотвратить загрязнение переходов. Таким образом, в конструкции используется стабилитрон.

Рабочий стабилитрон

Работа стабилитрона аналогична работе обычного диода в режиме прямого смещения. Это означает, что большая часть тока протекает через устройство, когда к нему приложен прямой потенциал. Однако стабилитрон отличается от обычного диода концентрацией примеси. Диод Зенера сильно легирован, поэтому его ширина истощения очень мала.Из-за этого через стабилитрон протекает больший ток по сравнению с обычным диодом.

Он специфически действует в области пробоя в условиях обратного смещения. Стабилитрон показывает два подхода к пробою, зенеровский пробой и лавинный пробой.

Давайте отдельно разберемся с двумя механизмами поломки.

  • Лавинный механизм

Лавинный пробой обычно происходит при высоком приложенном обратном напряжении смещения.Как мы уже знаем, в условиях обратного смещения небольшой ток меньшинства протекает через обычный диод. Когда к устройству прикладывается высокое обратное смещенное напряжение, неосновные носители испытывают ускорение и движутся с большой скоростью. Во время своего движения неосновные носители сталкиваются с атомами и генерируют большее количество свободных электронов. Эти свободные электроны в дальнейшем генерируют еще несколько свободных электронов. Таким образом, благодаря этому мультипликативному действию генерируется сильный электрический ток.

Следовательно, мы говорим, что в случае лавинного пробоя необходим высокий потенциал в обратном смещении.Этот высокий ток является причиной необратимого разрушения нормального диода. Но лавинный диод, тщательно изготовленный для работы в области пробоя, выдерживает протекающий через него большой ток.

  • Механизм стабилитрона

Этот механизм пробоя наблюдается в сильно легированных диодах. Из-за высокой концентрации примесей ширина обеднения невелика. С увеличением обратного потенциала область обеднения генерирует сильное электрическое поле.

Поскольку на устройство подается обратный потенциал и напряжение приближается к напряжению стабилитрона. Электроны, присутствующие в обедненной области, используют эту энергию и отделяются от родительского атома. Тем самым генерируя свободные электроны. Это действие генерирует больше свободных электронов и, следовательно, их движение создает электрический ток через устройство. Таким образом, небольшое увеличение обратного напряжения вызовет немедленное увеличение тока через устройство. Ток, протекающий через устройство, показывает максимальное увеличение до допустимого в цепи значения.Этот обратный ток будет оставаться постоянным для широкого диапазона обратного потенциала.

При работе стабилитрона в области пробоя он не быстро сгорает. Однако причина этого в том, что требуется некоторая внешняя цепь для защиты устройства от избыточного тока.

VI Характеристики стабилитрона

На рисунке ниже показана характеристика стабилитрона:

На рисунке представлена ​​кривая для кремниевых и германиевых диодов.Прямая характеристика стабилитрона аналогична характеристике обычного диода, что хорошо видно на рисунке выше.

В условиях обратного смещения небольшой обратный ток течет из-за неосновных носителей заряда. При увеличении обратного напряжения ток увеличивается. Достигается точка, когда переход разрушается и наблюдается резкое увеличение тока без какого-либо заметного увеличения обратного потенциала. Это напряжение известно как напряжение стабилитрона . Ток через устройство ограничивается использованием внешнего сопротивления.

Применение стабилитрона

Среди множества применений давайте обсудим некоторые важные области применения стабилитрона:

  1. В регулировании напряжения : Регулирование напряжения цепи заключается в ее способности поддерживать фиксированное выходное напряжение независимо от изменения входного напряжения или тока нагрузки.
    На рисунке ниже представлена ​​схема стабилитрона в качестве регулятора напряжения:

    Здесь R S — токоограничивающий резистор, V S — источник напряжения, а R L — сопротивление нагрузки.R S поглощает колебания напряжения, обеспечивая постоянное напряжение на выходе. Пока напряжение нагрузки меньше напряжения пробоя, стабилитрон не проявляет проводимости.
    Поскольку напряжение на нагрузке превышает напряжение пробоя, устройство начинает проводить проводимость в области пробоя. Таким образом, в области пробоя поддерживается постоянное напряжение
  2. В.
  3. В режиме переключения : Для переключения можно использовать стабилитрон, поскольку он показывает резкий переход от низкого к высокому току.Благодаря таким характеристикам переключения он широко используется в компьютерных приложениях.
  4. В защите счетчика : Стабилитрон может защитить счетчик от приложенного к нему чрезмерного напряжения. Параллельное соединение стабилитрона со счетчиком приводит к тому, что избыточный ток проходит через стабилитрон, а не через счетчик. Тем самым защищая его от серьезных повреждений.
  5. В схемах ограничения : Зенер находит свое применение в схемах ограничения, где пик подаваемого входа отсекается.Обычно отсечение выполняется для защиты чувствительных к напряжению устройств от перенапряжения.

Ключевые термины, относящиеся к стабилитрону

Напряжение Зенера : Это напряжение обратного смещения, при котором переход полностью разрушается и через устройство протекает большой ток при постоянном потенциале.

Обратный ток насыщения : Это ток, протекающий через устройство в условиях обратного смещения из-за потока неосновных носителей заряда.

Полное сопротивление Зенера : Полное сопротивление Зенера в основном называется динамическим сопротивлением стабилитрона. Он определяется как отношение малых изменений напряжения стабилитрона к току.

Дано

Итак, можно сделать вывод, что стабилитрон однозначно является устройством обратного смещения. Так как он напоминает обычный диод в области прямого смещения. Это сильно легированный диод, из-за чего увеличивается проводимость и достигается пробой при низком напряжении.

Каков принцип работы стабилитрона? – Джанет Паник.ком

Каков принцип работы стабилитрона?

Принцип работы стабилитрона

То есть при прямом смещении он пропускает ток, а при обратном смещении блокирует ток. После того, как это напряжение превысит точку пробоя (при обратном смещении), диод падает в области Зенера, где он проводит без повреждений. Течение в этой области называют лавинным течением.

Что такое стабилитрон Vzo?

Напряжение Зенера, VZ, стабилитрона — это напряжение пробоя стабилитрона, когда он включен в цепь с обратным смещением.Это делает стабилитрон очень полезным в схемах, где необходимо подавать постоянное напряжение. Напряжение стабилитрона стабилитронов находится в диапазоне значений.

Что такое стабилитрон 5v1?

Этот стабилитрон 1N4733A настроен на 5,1 В, что делает его идеальным для защиты входов цепи 5 В. в частности, он имеет минимальное напряжение 4,845 В и максимальное напряжение 5,355 В при токе утечки 1 В и испытательном токе 49 мА.

Что такое VI характеристики стабилитрона?

V-I характеристики стабилитрона первоначально через диод протекает небольшой обратный ток насыщения Io.По мере увеличения обратного напряжения при определенном значении обратного напряжения переход будет пробой и через устройство будет протекать резко большой обратный ток. Этот пробой называется пробоем Зинера.

Как формируется диод Зенера?

Диод Зенера изготовлен из сильнолегированного полупроводникового материала. Когда на диод подается обратное смещение, а напряжение питания равно напряжению Зенера, тогда он начинает проводить в обратном направлении смещения. Напряжение Зенера — это напряжение, при котором обедненная область полностью исчезает.

Какой тип смещения используется в стабилитроне?

Диоды Зенера

широко используются в качестве источников опорного напряжения и в качестве шунтирующих стабилизаторов для регулирования напряжения в небольших цепях. При параллельном подключении к источнику переменного напряжения с обратным смещением стабилитрон проводит ток, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода.

Из скольких переходов состоит диод *?

один переход
Сколько переходов состоит из диода? Объяснение: Диод представляет собой полупроводниковый прибор с одним переходом, который имеет один катод и один анод.

Каковы характеристики стабилитрона?

Стабилитрон, специально изготовленный для пробоя обратным напряжением при определенном напряжении. В остальном его характеристики очень похожи на обычные диоды. При пробое напряжение на стабилитроне близко к постоянному в широком диапазоне токов, что делает его полезным в качестве шунтирующего регулятора напряжения.

Почему стабилитрон используется в качестве шунтирующего регулятора напряжения?

При пробое напряжение на стабилитроне близко к постоянному в широком диапазоне токов, что делает его полезным в качестве шунтирующего регулятора напряжения.Назначение регулятора напряжения состоит в том, чтобы поддерживать постоянное напряжение на нагрузке независимо от изменений приложенного входного напряжения и изменений тока нагрузки.

Что такое область лавинного пробоя стабилитрона?

Эта точка называется областью лавинного пробоя. На этом этапе через стабилитрон будет протекать максимальный ток. Эта точка пробоя называется «напряжением Зенера». Стабилитрон используется в своем «обратном смещении».

Что происходит, когда на смещенный диод подается обратное напряжение?

При смещении в прямом направлении ведет себя как обычный сигнальный диод, но при подаче на него обратного напряжения напряжение остается постоянным для широкого диапазона токов.Лавинный пробой: существует предел обратного напряжения.

Характеристики стабилитрона

, работа и применение ~ Techno Genius


Диод Зенера аналогичен обычному PN-диоду, но специально разработан для работы при обратном смещении. При прямом смещении характеристики стабилитрона такие же, как у стандартного диода с PN-переходом. Стабилитрон — простейший регулятор напряжения. Напряжение, при котором стабилитрон проводит обратное смещение, называется «напряжением стабилитрона (Vz)».В случае обычных PN-диодов диод повреждается при напряжении пробоя, но эти диоды предназначены для работы при обратном напряжении пробоя.

Следующее изображение дает лучшее представление о символе стабилитрона.

Принцип работы стабилитрона — «пробой стабилитрона». Эти диоды сильно легированы, чтобы иметь узкую область обеднения. Когда обратное напряжение (Vr), подаваемое на стабилитрон, превышает напряжение пробоя Vb, в слое обеднения происходит процесс, называемый «лавинным пробоем», который начинает протекать через устройство и ограничивает обратное напряжение.И точку, в которой ток начинает течь через устройство, можно точно контролировать на этапе легирования полупроводниковых устройств.

Характеристики стабилитрона:

Из приведенных выше вольт-амперных характеристик стабилитрона можно сказать, что в области прямого смещения стабилитрон идентичен диоду с нормальным PN-переходом. Прямое напряжение стабилитрона при комнатной температуре с током 1 мА составляет около 0,6 В. При обратном смещении (положительный источник питания батареи подключается к выводу катода, а анод подключается к выводу заземления) стабилитрон действует как разомкнутая цепь, и через диод протекает только небольшой ток порядка мкА.Этот ток утечки, который протекает через стабилитрон при обратном смещении до пробоя, называется « обратный ток насыщения ». Если приложенное обратное напряжение превышает напряжение пробоя, то происходит пробой. В области пробоя стабилитрон обеспечивает почти постоянное напряжение, а ток через стабилитрон быстро возрастает. При определенном высоком уровне тока рассеиваемая мощность стабилитрона становится чрезмерной и устройство может выйти из строя.

Стабилитроны доступны на рынке с диапазоном напряжения пробоя от 2.от 4В до 200В. 2,4 В, 2,7 В, 3,0 В, 3,3 В, 3,6 В, 3,9 В, 4,3 В, 4,7 В, 5,1 В, 5,6 В, 6,2 В, 6,8 В, 7,5 В, 8,2 В, 9,1 В, 10 В, 11 В, 12 В , 13В, 15В, 16В, 18В, 20В, 22В, 24В это некоторые стабилитроны на рынке. Стабилитроны имеют номинальную мощность Pz. Максимальный ток через стабилитрон Iz(max) = Pz/Vz. ​​Доступные на рынке стабилитроны с различной номинальной мощностью: ¼ Вт, 0,4 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 3 Вт, 5 Вт и т. д.

Стабилитроны используются для стабилизации или регулирования источника напряжения в зависимости от изменений нагрузки или питания, поскольку они обеспечивают постоянное напряжение при обратном смещении, даже если входное напряжение меняется после пробоя.

Регулятор используется для подачи постоянного выходного напряжения на нагрузку, подключенную параллельно регулятору. Стабилитрон регулирует выходное напряжение до тех пор, пока ток стабилитрона не упадет ниже Iz(min) в области пробоя.

Теперь давайте посмотрим, как работает стабилитрон и принцип работы стабилитрона.

Работа стабилитрона в качестве регулятора напряжения:

Диод Зенера используется в регуляторах для получения регулируемого напряжения постоянного тока при различных условиях тока нагрузки.Пропуская небольшой ток через стабилитрон от входного источника через токоограничивающий резистор Rs, стабилитрон обеспечивает достаточный ток для поддержания падения напряжения.

Вышеприведенная схема представляет собой шунтирующий стабилизатор напряжения стабилитрона. В этой цепи резистор Rs соединен с диодом для ограничения тока через стабилитрон. В этой схеме стабилизатора катодный вывод стабилитрона подключен к положительной шине, а анод подключен к земле, поэтому стабилитрон подключен в обратном смещении.

При отсутствии нагрузки ток нагрузки равен нулю (IL = 0), а общий ток питания проходит через стабилитрон (Is=Iz). Следовательно, максимальная мощность рассеивается на стабилитроне. Даже нагрузка подключена, если значение токоограничивающего резистора Rs мало, то через стабилитрон протекает большой ток и происходит максимальное рассеивание мощности. Таким образом, мы должны быть осторожны при выборе токоограничительного резистора.

Теперь давайте посмотрим, как рассчитать значение токоограничивающего резистора Rs.Значение токоограничивающего резистора представляет собой отношение падения напряжения на резисторе к общему току, протекающему через резистор.

Rs = (Vout – Vs) / (Iz + I L)  

Когда нагрузка подключена, напряжение на нагрузке равно напряжению стабилитрона, поскольку они включены параллельно. Ток через стабилитрон должен быть больше Iz(min), а напряжение питания Vs должно быть больше напряжения стабилитрона Vz для эффективной стабилизации.

Проблема со схемой регулятора напряжения на стабилитроне заключается в том, что иногда он может генерировать шум при регулировании напряжения.Это не является большой проблемой в большинстве приложений, но лучше использовать развязывающий конденсатор большой емкости на выходе для дополнительного сглаживания.

Применение стабилитрона:
  • Стабилитрон используется в схемах стабилизатора напряжения для обеспечения регулируемого постоянного напряжения.
  • Используется в ограничителях сигналов для удаления нежелательной части сигнала.
  • Стабилитрон
  • используется в компараторах напряжения для получения опорного напряжения.
  • Используется в электронных схемах для защиты схемы от высокого напряжения.
  • Используется в цепях питания.

Стабилитрон Рабочий

Диод — это электрический компонент, используемый для проведения электрического тока в одном направлении. Известно, что диод имеет меньшее сопротивление в одном направлении и большее сопротивление в другом.

Зенеровский диод — это особый тип электрического диода, который может заставить электрический ток течь в обратном направлении. Таким образом, в них из-за сильного легирования примесями ток течет как от анода к катоду, так и наоборот.

Последнее не относится к обычным диодам. Благодаря этой функциональности эти диоды находят широкое применение в качестве полупроводников в промышленности.

Работа стабилитрона основана на разрыве цепи, когда напряжение достигает точки, известной как напряжение Зенера. В этой точке, также известной как точка перегиба, диод и ток меняются местами, что называется эффектом Зенера. Вот почему пробивной диод — это другое название стабилитрона.

Для различных напряжений Зенера имеются различные диоды Зенера.Некоторые из этих диодов работают при переменном напряжении.

Принцип работы стабилитрона

Расширение обедненного слоя в результате увеличения протекающего тока составляет основу принципа работы стабилитрона.

Из-за постоянного роста напряжения обедненный слой продолжает расширяться. Следовательно, он увеличивает обратный ток, в конечном итоге достигая точки насыщения. В этот момент неосновные носители заряда получают достаточно энергии, чтобы выбить электроны, все еще присутствующие на их внешних орбиталях.

Этот цикл продолжает повторяться, и совокупный эффект всех столкновений между электронами приводит к превращению всего диода в проводник.

Когда напряжение достигает точки насыщения, цепь размыкается. Однако конструкция стабилитрона позволяет току течь и в противоположном направлении.

При прямом смещении стабилитрон действует как обычный диод. С другой стороны, при обратном смещении диод испытывает протекание небольшого тока утечки по всей цепи.

В конце концов, ток начинает течь в обратном направлении, когда обратное напряжение достигает заданного уровня диода. Ток увеличивается и достигает своего максимального значения во время этого процесса, но резистор контролирует его. Наконец, ток стабилизируется, и диод начинает работать при различных напряжениях.

Классификация пробоев

Мы можем классифицировать пробои стабилитрона на две категории, а именно лавинный пробой и пробой Зенера.

Лавинный пробой

Этот пробой происходит в диоде при очень высоком напряжении. Процесс происходит, когда к цепи прикладывается высокое напряжение, дающее электронам достаточную энергию для ускорения с более высокой скоростью.

Эти электроны, движущиеся с такой высокой скоростью, сталкиваются с другими электронами и обеспечивают их энергией для движения. Это непрерывное столкновение электронов производит значительное количество энергии, которая увеличивает ток в диоде.

В нормальных условиях такое увеличение электрического тока может привести к разрушению диода. Однако конструкция стабилитрона выдерживает увеличение тока.

Пробой стабилитрона

Это еще один тип пробоя стабилитрона.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.