Включение стабилитрона в цепь

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

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Схемы включения стабилитронов
• Стабилитрон
• Стабилитрон | Принцип работы и маркировка стабилитронов
• 1.10.1. Схемы включения стабилитронов
• Стабилитрон. Параметрические стабилизаторы напряжения
• Стабилитрон. Характеристики стабилитронов. Схемы включения стабилитронов
• Стабилитроны
• Стабилитрон

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

Схемы включения стабилитронов

До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко [1]. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а его дифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей ома до сотен oм [1].

Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов [2]. Серийные стабилитроны изготавливаются на напряжения от 1,8 В до В [3]. Интегральные стабилитроны со скрытой структурой на напряжение около 7 В являются самыми точными и стабильными твердотельными источниками опорного напряжения : лучшие их образцы приближаются по совокупности показателей к нормальному элементу Вестона.

Полупроводниковые стабилитроны вошли в промышленную практику во второй половине х годов. В прошлом в номенклатуре стабилитронов выделялись функциональные группы [4] , впоследствии потерявшие своё значение, а современные полупроводниковые стабилитроны классифицируются по функциональному назначению на:. Ограничительные диоды рассчитаны не на непрерывное пропускание относительно малых токов, а на краткосрочное пропускание импульсов тока силой в десятки и сотни А.

Внутренними источниками опорного напряжения таких микросхем могут служить и стабилитроны, и бандгапы. Не являются стабилитронами лавинно-пролётные диоды , туннельные диоды и стабисторы. Обращённые диоды в различных источниках определяются и как подкласс стабилитронов [16] , и как подкласс туннельных диодов [17].

Концентрация легирующих примесей в этих диодах настолько велика, что туннельный пробой возникает при нулевом обратном напряжении. Из-за особых физических свойств и узкой области применения они обычно рассматриваются отдельно от стабилитронов и обозначаются на схемах особым, отличным от стабилитронов, символом [16] [18]. Тепловой пробой наблюдается в выпрямительных 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 [20].

Серийные стабилитроны изготавливаются из кремния , известны также перспективные разработки стабилитронов из карбида кремния и арсенида галлия [21].

Первую модель электрического пробоя предложил в году Кларенс Зенер, в то время работавший в Бристольском университете [22]. Напряжение пробоя стабилитрона определяется концентрациями акцепторов и доноров и профилем легирования области p-n-перехода.

Чем выше концентрации примесей и чем больше их градиент в переходе, тем больше напряжённость электрического поля в области пространственного заряда при равном обратном напряжении, и тем меньше обратное напряжение, при котором возникает пробой:. Источники расходятся в точных оценках ширины этой зоны: С. 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 [28].

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.

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 [31].

Пластины перевозят на сборочное производство и там режут на отдельные кристаллы. Массовая сборка диодов, в том числе стабилитронов, в двухвыводных корпусах с гибкими выводами может выполняться двумя способами [30] :. Во всех случаях выводы дополнительно облуживаются после корпусирования [30]. Медные выводы предпочтительнее, так как отводят тепло лучше, чем биметаллические [33].

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.

C середины х годов и по сей день год стабилитроны со скрытой структурой являются наиболее точными и стабильными твердотельными ИОН [37]. Точностные показатели лабораторных эталонов напряжения на специально отобранных интегральных стабилитронах приближаются к показателям нормального элемента Вестона [38]. Для защиты входов электроизмерительных приборов и затворов полевых транзисторов используются обычные маломощные стабилитроны.

В прошлом стабилитроны выполняли и иные задачи, которые впоследствии потеряли прежнее значение:. Помимо основных параметров существует еще ряд параметров, описывающих отклонения напряжения стабилизации реального прибора под действием различных факторов.

Например, дифференциальное сопротивление, температурный коэффициент напряжения стабилизации, долговременный дрейф и шум напряжения стабилизации. Эти параметры необходимо учитывать при построении схем с повышенными требованиями к точности.

В некоторых применениях могут быть важны особенности поведения прибора при резких изменениях тока через него, так называемые динамические параметры стабилитрона.

Режим стабилизации возможен в достаточно широкой области токов и напряжений, поэтому в технической документации указываются допустимые минимальные и максимальные значения токов I ст. Внутри этих диапазонов лежат выбранные производителем номинальные значения I ст и U ст. При снижении давления до Па 5 мм рт. Паспортный разброс напряжения стабилизации U ст. Дифференциальное , или динамическое сопротивление стабилитрона равно отношению приращения напряжения стабилизации к приращению тока стабилизации в точке с заданным обычно номинальным током стабилизации [56].

Оно определяет нестабильность прибора по напряжению питания по входу и по току нагрузки по выходу. Теоретически, дифференциальное сопротивление стабилитрона уменьшается с ростом тока стабилизации. Это правило, сформулированное для условия постоянной температуры p-n-перехода, на практике действует только в области малых токов стабилизации. Внутри каждого семейства стабилитронов одной и той же максимальной мощности наименьшие абсолютные значения дифференциального сопротивления при заданном токе имеют стабилитроны на напряжение 6 В [61].

В области малых и средних токов на вольт-амперных характеристиках стабилитронов на напряжение 4,5…6,5 В [63] можно найти точку значение тока I TK0 и напряжения U TK0 , в которой температурный коэффициент близок к нулю.

Если стабилизировать ток такого стабилитрона внешним источником тока на уровне, точно равном I TK0 , то напряжение на стабилитроне, равное U TK0 практически не зависит от температуры. Такой подход применяется в интегральных стабилитронных источниках опорного напряжения , но не применим к устройствам на дискретных стабилитронах. Точное значение I TK0 можно определить только опытным путём, что в условиях серийного производства неприемлемо [64].

Стабилитроны на напряжение менее 4,5 В также имеют точку нулевого ТКН, но она находится за пределами области безопасной работы [63]. Стабилитроны на напряжение свыше 6,5 В имеют положительный ненулевой ТКН во всём диапазоне токов [63].

В справочной документации на обычные, не прецизионные, стабилитроны показатели дрейфа и шума обычно не указываются. Для прецизионных стабилитронов это, напротив, важнейшие показатели наравне с начальным разбросом и ТКН [65]. Высокий уровень шума обычных стабилитронов обусловлен высокой концентрацией посторонних примесей и дефектов кристаллической решётки в области p-n-перехода. Защитная пассивация оксидом или стеклом , при которой эти примеси выталкиваются из приповерхностных слоёв в толщу кристалла, снижает шумы лишь отчасти [66].

Лучшие образцы таких приборов имеют размах низкочастотных 0,1—10 Гц шумов не более 3 мкВ при длительном дрейфе не более 6 мкВ за первые часов эксплуатации [67] [68]. Наибольший уровень шумов стабилитрона наблюдается в области перелома вольт-амперной характеристики.

Инструментально снятые кривые высокого разрешения показывают, что ВАХ перелома имеют не гладкий, а ступенчатый характер; случайные сдвиги этих ступеней и случайные переходы тока со ступени на ступень порождают так называемый шум микроплазмы. Этот шум имеет спектр, близкий белому шуму в полосе частот 0— кГц. При переходе из области перелома ВАХ в область токов стабилизации уровень этих шумов резко снижается [69]. Частота переключения стабилитрона общего назначения обычно не превышает кГц [70].

Пробой не происходит мгновенно, а время срабатывания зависит как от преобладающего механизма пробоя, так и от конструкции стабилитрона. Во время этого процесса напряжение на стабилитроне может превышать его номинальное значение стабилизации. Частотный диапазон переключательных схем на стабилитронах можно расширить, включив последовательно со стабилитроном быстрый импульсный диод. При уменьшении напряжения на цепочке стабилитрон-диод диод закрывается первым, препятствуя разрядке ёмкости стабилитрона.

Заряд на этой ёмкости достаточно долго поддерживает на стабилитроне напряжение стабилизации, то есть стабилитрон никогда не закрывается [70]. Все эти ограничения должны выполняться одновременно, а несоблюдение хотя бы одного из них ведёт к разрушению стабилитрона [73]. Ограничения по току и мощности очевидны, а ограничение по температуре требует оценки допустимой мощности, при которой расчётная температура p-n-перехода не превысит максимально допустимой.

В технической документации такая оценка обычно приводится в форме графика зависимости допустимой мощности P от температуры окружающей среды T a. Если такого графика нет, следует оценить допустимую мощность по формуле для температуры перехода T j :.

Катастрофическое короткое замыкание может быть вызвано не только выходом за пределы области безопасной работы, но и медленной диффузией атомов легирующей примеси в p-n-переходе. В силовых стабилитронах с пружинным креплением одного из выводов к кристаллу наблюдаются механические повреждения кристалла в зоне контакта с пружиной. Старение стабилитронов может проявляться в виде повышенного дрейфа токов, напряжений и дифференциального сопротивления.

Дрейф тока при длительной эксплуатации объясняется накоплением загрязняющих примесей в зоне p-n-перехода, в слое защитного оксида и на его поверхности. Дрейф тока при испытаниях при высокой влажности объясняется негерметичностью корпуса стабилитрона.

Дрейф выходного сопротивления, обычно сопровождающийся повышенным уровнем шума, связан с ухудшением электрического контакта между кристаллом и выводами [22]. К м годам дискретные термокомпенсированные стабилитроны были вытеснены интегральными источникам опорного напряжения , обеспечившими лучшие показатели точности и стабильности при меньших токах и напряжениях питания [77].

Диодом термокомпенсированного стабилитрона может служить второй стабилитрон, включённый во встречном направлении. На принципиальных схемах они обозначаются тем же символом, что и обычные стабилитроны [86]. Именно эти примеси и дефекты и обуславливают нестабильность и шум стабилитрона.

Первая интегральная схема на стабилитронах со скрытым слоем, LM, была выпущена в году, а абсолютный рекорд по совокупности точностных характеристик принадлежит выпущенной в году LTZ [37]. LM, LTZ и их аналоги имеют характерную концентрическую топологию. Внешний или встроенный терморегулятор поддерживает стабильно высокую температуру кристалла. Заявленные показатели достигаются только при тщательном термостатировании и экранировании схемы и жёсткой стабилизации тока стабилитрона. Его можно рассматривать как делитель напряжения , в котором в качестве нижнего плеча используется стабилитрон.

Разница между напряжением питания и напряжением пробоя стабилитрона падает на балластном резисторе, а протекающий через него ток питания разветвляется на ток нагрузки и ток стабилитрона. Стабилизаторы такого рода называются параметрическими: они стабилизируют напряжение за счёт нелинейности вольт-амперной характеристики стабилитрона, и не используют цепи обратной связи [90].

Расчёт параметрического стабилизатора на полупроводниковых стабилитронах аналогичен расчёту стабилизатора на газонаполненных приборах, с одним существенным отличием: газонаполненным стабилитронам свойственен гистерезис порогового напряжения.

При ёмкостной нагрузке газонаполненный стабилитрон самовозбуждается , поэтому конструкции таких стабилизаторов обычно не содержат ёмкостных фильтров, а конструктору не нужно учитывать переходные процессы в этих фильтрах.

Наихудшими случаями, при которых вероятен выход из строя элементов стабилизатора или срыв стабилизации, являются:. На практике часто оказывается, что соблюсти все три условия невозможно как по соображениям себестоимости компонентов, так и из-за ограниченного диапазона рабочих токов стабилитрона. В первую очередь можно поступиться условием защиты от короткого замыкания, доверив её плавким предохранителям или тиристорным схемам защиты, или положиться на внутреннее сопротивление источника питания, которое не позволит ему выдать и максимальное напряжение, и максимальный ток одновременно [93].

В документации на стабилитроны иностранного производства возможность их последовательного или параллельного включения обычно не рассматривается. В документации на советские стабилитроны встречаются две формулировки:.

Стабилитрон

Стабилитрон относится к одному из применяемых радиоэлектронных элементов. Каждый более-менее качественный блок питания содержит узел стабилизации напряжения, которое может изменяться при изменении сопротивления нагрузки либо при отклонении входного напряжения от номинального значения. Стабилизация напряжения выполняется главным образом с целью обеспечения нормального режима работы остальных радиоэлементов устройства, например микросхем, транзисторов, микроконтроллеров и т. Стабилитроны широко используются в маломощных блоках питания либо в отдельных его узлах, мощность которых редко превышает десятки ватт.

обычно используют мощный стабилитрон в цепи катода или его транзисторный LMT ничего не знает о своем включении и ведет себя как и ей.

Стабилитрон | Принцип работы и маркировка стабилитронов

Стабилитрон это тоже диод, но предназначен он не для выпрямления переменного тока, хотя и может выполнять такую функцию, а для стабилизации, то есть поддержания постоянства напряжения в цепях питания радиоэлектронной аппаратуры. Внешний вид одной из конструкций наиболее распространенных среди радиолюбителей стабилитронов и его графическое обозначение показаны на рис. По устройству и принципу работы кремниевые стабилитроны широкого применения аналогичны плоскостным выпрямительным диодам. Но работает стабилитрон не на прямом участке вольт — амперной характеристики, как выпрямительные или высокочастотные диоды, а на обратной ветви вольт — амперной характеристики, где незначительное обратное напряжение вызывает значительное увеличение обратного тока через прибор. Разобраться в сущности действия стабилитрона вам поможет его вольт — амперная характеристика, показанная на рис. Здесь как и на рис. Напряжение на стабилитрон подают в обратной полярности , т.

1.10.1. Схемы включения стабилитронов

Если мы подключим диод и резистор последовательно с источником постоянного напряжения так, чтобы диод был смещен в прямом направлении как показано на рисунке ниже a , падение напряжения на диоде будет оставаться достаточно постоянным в широком диапазоне напряжений источника питания. В соответствии с диодным уравнением Шокли, ток через прямо-смещенный PN переход пропорционален e , возведенному в степень прямого падения напряжения. Поскольку это экспоненциальная функция, ток растет довольно быстро при умеренном увеличении падения напряжения. Другой способ рассмотреть это: сказать что напряжение, падающее на прямо-смещенном диоде, слабо изменяется при больших изменениях тока, протекающего через диод. На схеме, показанной на рисунке ниже a , ток ограничен напряжением источника питания, последовательно включенным резистором и падением напряжения на диоде, которое, как мы знаем, не сильно отличается от 0,7 вольта.

К специальным полупроводниковым диодам относятся приборы, в которых используются особые свойства p-n переходов: управляемая полупроводниковая емкость — варикапы; лавинный пробой — стабилитроны; туннельный эффект — туннельные и обращенные диоды; фотоэффект — фотодиоды; фотонная рекомбинация носителей зарядов — светодиоды; многослойные диоды — динисторы; приборы на переходе металл — полупроводник — диоды Шоттки. Кроме того, к диодам относят некоторые типы приборов с тремя выводами, такие как тиристоры.

Стабилитрон. Параметрические стабилизаторы напряжения

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка. Не взлетает квадрокоптер 1 ставка. Перестал работать Mi band 4 1 ставка.

Стабилитрон. Характеристики стабилитронов. Схемы включения стабилитронов

Схема включения стабилитрона представлена на рис. RH, Re — балластное сопротивление, включенное последовательно со стабилитроном и ограничивающее его ток. Если балластное сопротивление RQ слишком мало, через стабилитрон идет чрезмерно большой ток и прибор выходит из строя. Схема включения стабилитрона изображена на рис. Стабилитрон включается параллельно нагрузке RH, на которой необходимо поддерживать постоянное напряжение. Благодаря включению стабилитрона в цепи базы напряжение, пропорциональное ошибке регулирования, оказывается приложенным между эмиттером и базой. Благодаря включению стабилитронов ДЗ , Д4 ток через первичную обмотку имеет постоянную составляющую, поэтому первичная обмотка выполняет также функции обмотки подмагничивания.

Основная схема включения стабилитрона, которая является схемой как в коллекторную, так ив эмиттерную цепи транзистора.

Стабилитроны

Нейроглия или проще глия, глиальные клетки : Структурная и функциональная единица нервной ткани и он состоит из тела Архитектурное бюро : Доминантами формообразования служат здесь в равной мере как контекст Простейшая схема включения стабилитрона в режиме стабилизации напряжения представлена на рис.

Стабилитрон

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок №41. Как с помощью резистора уменьшить напряжение?

Доброго времени суток. Сегодня мой пост о стабилизаторах напряжения. Что же это такое? Прежде всего, любой радиоэлектронной схеме для работы необходим источник питания. Источники питания бывают разные: стабилизированные и нестабилизированные, постоянного тока и переменного тока, импульсные и линейные, резонансные и квазирезонансные.

В таких схемах, как правило, при изменении тока от 10 mA до 0,

Cтабилитрон используется для стабилизации напряжения например, в стабилизированных источниках питания. Стабилитрон его ещё называют диодом Зенера включается как показано на рисунке. Включение стабилитрона на первый взгляд нелогично. Стабилитроны включаются как бы «наоборот» по сравнению с диодами. При подаче на них обратного напряжения происходит «пробой» и напряжение между их выводами остаётся неизменным.

До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко [1]. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а его дифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей ома до сотен oм [1]. Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов [2]. Серийные стабилитроны изготавливаются на напряжения от 1,8 В до В [3].

Включение — стабилитрон — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Схема включения стабилитрона представлена на рис. 36, где. RH, Re — балластное сопротивление, включенное последовательно со стабилитроном и ограничивающее его ток. Если балластное сопротивление RQ слишком мало, через стабилитрон идет чрезмерно большой ток и прибор выходит из строя.  [16]

Схема включения стабилитрона изображена на рис. 8.9. Стабилитрон включается параллельно нагрузке RH, на которой необходимо поддерживать постоянное напряжение.  [17]

Схема включения стабилитрона изображена на рис. 19, а.  [18]

Изменение тока и падения напряжения на сопротивлении, включенном последовательно с кремниевым стабилитроном.| Схема включения кремниевого стабилитрона во входной цепи полупроводникового усилителя.  [19]

Благодаря включению стабилитрона в цепи базы напряжение, пропорциональное ошибке регулирования, оказывается приложенным между эмиттером и базой.  [20]

Благодаря включению стабилитронов ДЗ, Д4 ток через первичную обмотку имеет постоянную составляющую, поэтому первичная обмотка выполняет также функции обмотки подмагничивания. Вторичная обмотка охватывает оба магнитопровода. Емкость СЗ является резонансной для частоты 50 гц. Напряжение с выхода магнитного усилителя подается на входной трансформатор Тр2 и далее на транзисторный усилитель. Последний идентичен усилителю в блоке И-1 П-62. На выходе этого усилителя демпфер отсутствует, поскольку пульсации на выходе термопар обычно имеют очень низкую частоту.  [21]

Газоразрядные стабилитроны и их условные обозначения на схемах.  [22]

При включении стабилитрона в цепь переменного тока он будет нормально работать в течение одного полупериода ( при плюсе на аноде) и не будет работать в течение отрицательного полупериода, так как при этом катодное падение потенциала будет во много раз больше, чем в положительный полупериод питающего тока.  [23]

При включении стабилитрона в схему мостового выпрямителя обе полуволны ограничиваются по напряжению одинаково. Схема, приведенная справа, позволяет работать на больших мощностях. Диоды перехода коллектор-база транзисторов заменяют диоды D2 и D4 из схемы, представленной слева.  [24]

Однако такое включение стабилитронов позволяет уменьшить колебания выходного напряжения только при изменении входного напряжения, но не при изменениях сопротивления нагрузки. Стабильность выходного напряжения при изменениях тока нагрузки остается такой же, как и в однокаскад-ных схемах.  [25]

Таким образом, включение стабилитрона параллельно фотодиоду позволяет исключить влияние изменений темнового тока на опорный сигнал в широком диапазоне изменения окружающей температуры. Преимуществом такого способа по сравнению с другими схемами компенсации темнового тока является его простота и надежность.  [26]

Значение ТКН при включении стабилитрона в обратном направлении изменяется в зависимости от величины приложенного к стабилитрону напряжения.  [27]

При каких ( условиях включение стабилитрона эффекпивно влияет на работу блокинг-генератора.  [28]

Структурная схема или разности между.  [29]

Необходимо помниттг, что полярность включения стабилитрона в цепь обратна полярности, которая указана на его корпусе.  [30]

Страницы:      1    2    3    4    5

рупий Сингапур | Промышленность, электроника и электричество

РС Сингапур | Промышленность, электроника и электричество

• Справка
• Портал открытий
• Сделки и оформление

Разделы нашей продукции:

• Аккумуляторы и зарядные устройства
• Соединители
• Дисплеи и оптоэлектроника
• Контроль электростатического разряда, чистые помещения и прототипирование печатных плат
• Пассивные компоненты
• Блоки питания и трансформаторы
• Raspberry Pi, Arduino, ROCK и инструменты разработки
• Полупроводники

• Механизм автоматизации и управления
• Кабели и провода
• Корпуса и серверные стойки
• Предохранители и автоматические выключатели
• HVAC, вентиляторы и управление температурным режимом
• Осветительные приборы
• Реле и формирование сигналов
• Переключатели

• Доступ, хранение и обработка материалов
• Клеи, герметики и ленты
• Подшипники и уплотнения
• Инженерные материалы и промышленное оборудование
• Застежки и крепления
• Ручной инструмент
• Механическая передача энергии
• Сантехника и трубопровод
• Пневматика и гидравлика
• Электроинструменты, Пайка и сварка

• Компьютеры и периферия
• Уборка и техническое обслуживание помещений
• Офисные принадлежности
• Средства индивидуальной защиты и рабочая одежда
• Безопасность и скобяные изделия
• Безопасность сайта
• Испытания и измерения

Стабилитрон

используется как

Стабилитрон считается диодом специального назначения, поскольку он может работать в режиме обратного смещения. По этой причине эти диоды используются в схемах регулирования напряжения и формирования сигнала. В этом руководстве обсуждаются два типа схем регулирования напряжения с стабилитронами. В дополнение к регуляторам напряжения другим приложением является формирование формы волны, где диод Зенера используется в качестве ограничивающего элемента.

 

 

Стабилитрон чаще всего используется в схемах стабилизаторов напряжения — работая в области пробоя, он может поддерживать почти постоянное напряжение на своем выводе в заданном диапазоне значений обратного тока. Эта способность делает его пригодным для работы в качестве регулятора напряжения и поддерживает постоянное обратное напряжение.

Из характеристической кривой I _ZK — минимальный обратный ток, который удерживает диод в области пробоя Зенера. Ниже этого значения стабилитрон не сможет работать как регулятор напряжения. Между текущими значениями I _ZK и I _ZM кривая почти прямая. Это область пробоя или напряжение Зенера V _z . В этой области внутреннее сопротивление диода быстро уменьшается и, следовательно, увеличивается обратный ток. В идеальном случае V _Z почти постоянна, но наблюдается небольшое увеличение по мере увеличения тока диода. I _ЗМ — максимальный обратный ток, за пределами этого значения — область лавинного пробоя. Между I _ZK и I _ZM Напряжение Зенера (V _Z ) остается постоянным. Для конкретного диода в даташитах указано V _Z , I _ZK , Z _Z , I _ZT и I _ZM .

 

Эти диоды используются в качестве элемента опорного напряжения в чувствительных цепях. В результате он обладает управляемым свойством обратного смещения, которое остается постоянным в зависимости от температуры и времени.

 

В этом руководстве рассматриваются два типа стабилизаторов напряжения на основе Зенера.

 

1. Регулирование с переменным входным напряжением
2. Регулирование с переменной нагрузкой

 

Регулирование с переменным входным напряжением

 

На схеме ниже показан стабилитрон с источником входного напряжения и резистором, ограничивающим ток.

На рисунке диод питается от источника напряжения, которое может изменяться в определенных пределах. Входное напряжение (В _и ) может изменяться в подходящем диапазоне, чтобы диод оставался во включенном состоянии. При увеличении входного напряжения увеличивается ток, протекающий по цепи, и наоборот. Точно так же изменение входного напряжения и тока приводит к изменению (увеличению и уменьшению) тока и напряжения диода. Имейте в виду, что нагрузочный резистор остается таким же, как и ток, протекающий через нагрузку.

 

Для фиксированных значений нагрузочного резистора минимальное входное напряжение (В _i(min) ) значительно больше номинального напряжения диода (V _Z ). Максимальное входное напряжение определяется максимальным током Зенера (I _ZM ). Предположим, что Z _Z постоянно от I _ZK до I _ZM .

Минимальное значение входного напряжения определяется током Зенера (I _ЗК ).

 

Определить V _Z , используя упрощенную модель диода.

В _из немного отличается из-за внутреннего сопротивления. V _OUT AT I _ZK рассчитывается следующим образом:

V _OUT AT I _{ZM 9010 Расчет следующим образом:}

. по максимальному значению тока Зенера (I _ZM ).

 

Пример: Определите минимальное и максимальное выходное напряжение, которое можно регулировать с помощью диода 1N4736.

 

Nominal Zener voltage V _Z = 6.8V

Zener test current I _ZT = 37mA

Zener impedance Z _ZT =3.5 Ω

Zener knee current I _ZK = 1mA

Как уже объяснялось, напряжение диода в области пробоя незначительно меняется из-за внутреннего сопротивления. Это ∆V _Z .

 

В _IN(max) происходит при максимальном токе Зенера, то есть I _ЗМ .

 

Минимальное входное напряжение составляет 6,77 В, а максимально допустимое напряжение составляет 21,88 В. В этой схеме диод работает как регулятор, если входное напряжение колеблется между этими значениями напряжения.

 

Регулирование с переменной нагрузкой

 

На схеме ниже показан стабилитрон с источником входного напряжения и резистором, ограничивающим ток. Схема аналогична предыдущей схеме, где в качестве ограничивающего элемента используется стабилитрон. Здесь нагрузочный резистор может варьироваться, но, конечно, напряжение на нем остается неизменным из-за диода.

На приведенном выше рисунке диод управляется источником постоянного напряжения, но нагрузочный резистор является переменным. Нагрузочный резистор (R _L ) может варьироваться в подходящем диапазоне, чтобы диод оставался во включенном состоянии. Эти регуляторы могут поддерживать постоянное напряжение в определенных диапазонах нагрузочного резистора (и, следовательно, ток нагрузки). Слишком маленький резистор приведет к низкому напряжению на нагрузке (V _L ) и, следовательно, на диоде.

При подключении нагрузочного резистора общий ток делится и течет через стабилитрон (I _Z ) и нагрузочный резистор (I _L ). Если R _L уменьшается, I _L увеличивается, а I _Z уменьшается. Однако входной ток (I _T ) остается прежним, и напряжение Зенера (и, следовательно, напряжение на нагрузке) станет постоянным, как только I _Z достигнет I _ZK . В этот момент диод находится во включенном состоянии и начинает работать как регулятор напряжения и поддерживает свое напряжение в диапазоне значений тока (то есть от I _ZK по I _ZM ).

Пример: Определите минимальный и максимальный ток нагрузки, при котором диод будет поддерживать стабилизацию. Рассчитать минимум R _L .

 

Максимальный ток будет проходить через диод, если сопротивление нагрузки имеет бесконечное значение. Предположим, что R _L бесконечен и ток, протекающий через него, приблизительно равен нулю. В этом случае через диод будет протекать максимальный ток. Подсчитай

 

Таким образом, он может выдержать этот ток без повреждений.

 

Другое условие, когда через диод будет протекать минимальный ток. Но минимальный ток должен быть больше I _ZK , чтобы диод оставался во включенном состоянии. При этом ток нагрузки будет максимальным. Имейте в виду, что входное напряжение и ток остаются прежними. В этом случае

Рассчитайте максимальный ток через нагрузку. Когда ток максимален, сопротивление минимально. Рассчитайте минимальное значение R _л .

 

Возможные значения R _L = 76,7 Ом до бесконечности. Это значение поддерживает регулирование напряжения. Если R _L(min ) меньше 76,7 Ом, то в этом случае через R _L начнет протекать больший ток, и он снизит ток диода с I _ZK (минимальный ток для включения диода) . И регулировка напряжения не установится.

 

 

Эти диоды в основном используются в качестве регуляторов напряжения, т.е. Стабилитрон в основном используется в схемах регулятора напряжения. Но их также можно использовать для покупки формы волны или для клиппирования. Эти схемы также называются диодными ограничителями. В этих схемах в качестве ограничителя используется стабилитрон.

 

В соответствии со схематической диаграммой, показанной ниже, он может работать как ограничитель положительных пиков или ограничитель отрицательных пиков или обрезать оба пика до выбранного напряжения Зенера.

 

Стабилитрон, используемый в качестве ограничителя отрицательного пика

 

Схема ниже отсекает отрицательный полупериод и устанавливает положительный пик на уровень стабилитрона V _Z .

Во время положительного полупериода диод смещен в обратном направлении до тех пор, пока входное напряжение не станет меньше напряжения Зенера (V _i Z ). И, следовательно, входное напряжение появляется на выходе. Когда входное напряжение больше, чем входное напряжение (V _i > V _Z ), диод начинает проводить в режиме обратного смещения, и, следовательно, ток начинает течь через диод. Форма выходного сигнала устанавливается на V _Z .

 

Во время отрицательного полупериода диод начинает работать при напряжении 0,7 В. Ток начинает течь через диод, и выходной сигнал обрывается после 0,7 В.

 

Стабилитрон как ограничитель положительных пиков

 

Есть еще одна схема, диод подключен в обратном направлении. Он обрезает положительный пик и устанавливает отрицательный пик на уровень напряжения Зенера. Работа обеих схем остается такой же, как обсуждалось ранее.

 

 

Двойной стабилитрон как диодный ограничитель

В этой схеме синусоидальный сигнал становится прямоугольным после отсечения через диод. Для лучшего прямоугольного сигнала амплитуда входного сигнала должна быть достаточно большой.