Стабилитрон: принцип работы, маркировка, обозначение, параметры, свойства

Устройство

Полупроводниковые стабилитроны пришли на смену устаревшим стабилитронам накаливания — ионно-газоразрядным электровакуумным устройствам. Для изготовления стабилитронов используются кристаллы кремния или германия (сжатые) с проводимостью n-типа, в которые добавляются примеси методом плавления или диффузионного плавления. Для получения электронно-дырочного pn перехода используются акцепторные примеси, в основном алюминий. Кристаллы заключены в корпуса из полимерных материалов, металла или стекла.

Стабилитроны D815 из кремниевого сплава (AI) производятся в герметичном металлическом корпусе, который является положительным электродом. Такие элементы имеют широкий диапазон рабочих температур — от -60 ° С до + 100 ° С. Двуханодные стабилизирующие диоды из кремниевого сплава КС175А, КС182А, ​​КС191А, КС210Б, КС213Б выпускаются в пластиковом корпусе. Детали из кремниевого сплава KS211 (BD) с температурной компенсацией, используемые в качестве источников опорного напряжения, имеют пластиковый корпус.

Стабилитроны SMD, представляющие собой миниатюрные компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа, в основном изготавливаются в стеклянных и пластиковых корпусах. Такие элементы могут изготавливаться с двумя и тремя выходами. В последнем случае третий штифт является «пустышкой», не несет смысловой нагрузки и предназначен только для надежного крепления детали на печатной плате.

Принцип действия

Стабилитрон был открыт американским физиком Кларенсом Мелвином Зенером, в честь которого он был назван. Электрический разрыв pn перехода может быть вызван туннельным разрывом (в этом случае разрыв называется разрывом Зенера), лавинным разрывом, разрывом из-за тепловой нестабильности, возникающей из-за деструктивного саморазогрева токов рассеяния.

И инженеры проектируют эти элементы таким образом, чтобы возникновение туннелей и / или лавинных отказов происходило задолго до того, как в них возникнет возможность теплового отказа.

Величина напряжения пробоя зависит от концентрации примесей и способа легирования pn перехода. Чем выше концентрация примесей и больше их градиент в переходе, тем ниже обратное напряжение, при котором образуется разрыв.

  • Туннельный разрыв (стабилитрон) возникает в полупроводнике, когда напряженность электрического поля в pn-зоне составляет 106 В / см. Такое высокое напряжение может возникать только в высоколегированных диодах. При пробивных напряжениях в диапазоне 4,5… 6,7 В туннельный и лавинный эффекты сосуществуют, но при напряжении пробоя ниже 4,5 В сохраняется только туннельный эффект.
  • В стабилитронах с низким уровнем легирования или меньшими градиентами легирующих добавок присутствует только механизм лавинного пробоя, который проявляется при напряжении пробоя примерно 4,5 В. А при напряжении выше 7,2 В сохраняется только лавинный эффект и туннель эффект полностью пропадает.

Как уже было сказано выше, при прямом включении стабилитрон при прямом включении ведет себя так же, как и обычный диод — пропускает ток. Различия между ними возникают при повторном подключении.

Обычный диод при обратном подключении блокирует ток, а стабилитрон, когда обратное напряжение достигает значения, называемого стабилизирующим напряжением, начинает пропускать ток в противоположном направлении. Это связано с тем, что когда на стабилитрон подается напряжение, превышающее Uном устройства, в полупроводнике происходит процесс, называемый отказом. Неисправность может быть туннельной, лавинной, термической. Из-за пробоя ток, протекающий через стабилитрон, возрастает до максимального значения, ограниченного резистором. После достижения напряжения пробоя ток остается примерно постоянным в широком диапазоне обратных напряжений. Точка, в которой напряжение начинает ток, может быть очень точно установлена ​​в процессе изготовления сплава. Таким образом, каждому элементу присваивается определенное напряжение пробоя (стабилизации).

Стабилитрон используется только в режиме «обратного смещения», т.е его анод подключен к «-» источника питания. Способность стабилитрона активировать обратный ток при достижении напряжения пробоя используется для регулирования и стабилизации напряжения при изменении напряжения питания или подключенной нагрузки. Использование стабилитрона позволяет обеспечить постоянное выходное напряжение для подключенного потребителя при перепадах напряжения блока питания или изменении тока потребителя.

Вольт-амперная характеристика

ВАХ стабилитрона, как и обычного диода, имеет две ветви: прямую и обратную. Прямая ветвь — это режим работы традиционного диода, а обратная ветвь характеризует работу стабилитрона. Стабилитрон называется эталонным диодом, а источник напряжения, в цепи которого стоит стабилитрон, — эталонным диодом.

ВАХ стабилитрона

На обратной ветви работы эталонного диода выделяют три основных значения обратного тока:

  • Минимум. Когда ток ниже минимального значения, стабилитрон остается закрытым.
  • Оптимально. Когда ток изменяется в широком диапазоне между точками 1 и 3, значение напряжения изменяется незначительно.
  • Максимум. Если приложен ток, превышающий максимальный, эталонный диод перегреется и выйдет из строя. Максимальный ток ограничен максимально допустимой рассеиваемой мощностью, которая сильно зависит от температурных условий окружающей среды.

Области применения

Основная область применения этих элементов — стабилизация постоянного напряжения в маломощных блоках питания или отдельных узлах, мощность которых не превышает десятков ватт. С помощью эталонных диодов обеспечивается нормальный режим работы транзисторов, микросхем, микроконтроллеров.

В стабилизаторах простой конструкции стабилитрон является одновременно источником опорного напряжения и стабилизатором. В более сложных конструкциях стабилитрон служит только источником опорного напряжения, а внешний силовой транзистор используется для регулирования мощности.

Стабилитроны с температурной компенсацией и детали со скрытой структурой необходимы в качестве дискретных и интегральных источников опорного напряжения. Для защиты электрооборудования от перенапряжения разработаны импульсные лавинные стабилитроны. Для защиты входов электрических устройств и затворов полевых транзисторов в схему устанавливают обычные маломощные стабилитроны. Полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП) выполнены из кристалла, на котором расположены: защитный стабилитрон и силовой транзистор.

Проверка мультиметром

Неисправный стабилитрон влияет на напряжение стабилизации блока питания, что сказывается на работоспособности оборудования

Поэтому специалисту важно знать, как проверить стабилитрон мультиметром, чтобы убедиться в его исправности

Управление осуществляется так же, как и для диода. Если включить мультиметр в режим измерения сопротивления, то при подключении к стабилитрону в прямом направлении (красный щуп на аноде) прибор покажет минимальное сопротивление, а в обратном направлении — бесконечность. Это указывает на исправность полупроводника.

Аналогично проверяется стабилитрон мультиметром в режиме проверки диодов. В этом случае на экране будет отображаться падение напряжения в районе 400-600 мВ в прямом направлении. В противном случае, или I, левая сторона экрана, это 0,0L или какой-то другой знак, говорящий о «бесконечности» в измерениях.

На рисунке ниже показана процедура проверки мультиметром.

Аналогичным образом можно проверить стабилитрон, не отпаявшись от схемы. Но в этом случае прибор всегда будет показывать сопротивление элементов, подключенных к нему параллельно, что в некоторых случаях сделает невозможным такую ​​проверку.

Однако такая проверка китайским тестером не является полной, потому что проверка выполняется только на сбой или прерывание перехода. Для полного контроля нужно собрать небольшую схему. Пример такой схемы для проверки напряжения стабилитрона вы можете увидеть на видео ниже.

Основные характеристики

В паспорте диода стабилизатора указаны следующие параметры:

  • Номинальное напряжение стабилизации Uст. Этот параметр выбирается производителем устройства.
  • Диапазон рабочего тока. Минимальный ток: величина тока, при которой начинается процесс стабилизации. Максимальный ток — это значение, выше которого устройство разрушается.
  • Максимальная рассеиваемая мощность. В маломощных элементах это значение паспорта. В паспортах мощных стабилитронов для расчета условий охлаждения производитель указывает: предельно допустимую температуру полупроводника и коэффициент термического сопротивления корпуса.

Помимо параметров, указанных в паспорте, стабилитроны характеризуются и другими значениями, в том числе:

  • Дифференциальное сопротивление. Это свойство определяет нестабильность устройства по напряжению питания и току нагрузки. Первый недостаток устраняется за счет питания стабилизатора диода от источника постоянного тока, а второй за счет подключения буферного усилителя постоянного тока с эмиттерным повторителем между стабилитроном и нагрузкой.
  • Температурный коэффициент напряжения. По стандарту это значение равно отношению относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению внешней температуры. В нетермостабилизированных стабилитронах при нагревании от + 25 ° C до + 125 ° C напряжение стабилизации смещается на 5-10% по сравнению с исходным значением.
  • Дрейф и шум. Эти характеристики не определены для обычных стабилитронов. Это очень важные свойства для прецизионных устройств. В обычных (неточных) стабилитронах шум создается большим количеством примесей и дефектов кристаллической решетки в области pn перехода. Методы снижения шума (при необходимости): защитная пассивация оксидом или стеклом (загрязнения направляются глубоко в кристалл) или путем перемещения самого pn перехода внутри кристалла. Второй способ более радикальный. Это требуется в малошумящих диодах со скрытой структурой.

Способы включения – последовательное и параллельное

Для деталей импортного производства в сопроводительных документах ситуации, когда возможно последовательное или параллельное подключение, не регламентируются. В документации на домашние эталонные диоды можно найти две инструкции:

  • В устройствах малой и средней мощности любое количество одиночных стабилитронов может быть подключено последовательно или параллельно.
  • В устройствах средней и большой мощности любое количество стабилизирующих диодов одной серии может быть включено последовательно. При параллельном подключении необходимо произвести расчеты. Суммарная рассеиваемая мощность всех параллельно включенных стабилитронов не должна превышать рассеиваемую мощность одной части.

Допускается последовательное включение эталонных диодов разных серий, если рабочие токи создаваемой цепи не превышают номинальные токи стабилизации для каждой серии, установленной в цепи.

На практике для увеличения напряжения стабилизации часто используется последовательное соединение двух или трех стабилитронов. Эта мера применяется в том случае, если не удалось получить деталь на необходимое напряжение или необходимо создать высоковольтный стабилитрон. При последовательном соединении напряжения отдельных ячеек складываются. В основном такой тип подключения используется при сборке высоковольтных стабилизаторов.

Параллельное соединение деталей служит для увеличения силы тока и мощности. Однако на практике такой тип подключения применяется редко, поскольку разные образцы эталонных диодов, даже одного типа, не имеют точно одинаковых стабилизирующих напряжений. Следовательно, при параллельном включении разряд будет происходить только в той части, которая имеет наименьшее напряжение стабилизации, а в остальном пробоя не будет. В случае неисправности некоторые стабилитроны в этой цепи будут работать с недогрузкой, а другие — с перегрузкой.

Для стабилизации переменного напряжения стабилитроны включены последовательно и встречно. В первом полупериоде синусоиды переменного тока один элемент работает как обычный диод, а второй — как стабилитрон. Во второй половине года элементы меняются на функции. Форма волны выходного напряжения отличается от входного. Его конфигурация напоминает трапецию. Это связано с тем, что напряжение, превышающее напряжение стабилизации, будет отключено и верхние части синусоиды будут обрезаны. Последовательное и встречное подключение стабилитронов можно использовать в термостабилизированном стабилитроне.

Составные стабилитроны

Составной стабилитрон — это устройство, применяемое в ситуациях, когда требуются токи и мощность выше разрешенных техническими условиями. В этом случае между диодом стабилизатора и нагрузкой включается буферный усилитель постоянного тока. В схеме коллекторный переход транзистора включен параллельно диоду-стабилизатору, а эмиттерный переход включен последовательно.

Обычная схема на композитном стабилитроне не предназначена для работы с постоянным током. Но добавление диодного моста превращает составной стабилитрон в систему двойного действия, которая может работать как с прямым, так и с обратным током. Такие стабилитроны еще называют двойными или двумя анодами. Стабилитроны, которые могут работать с напряжением только одной полярности, называются несимметричными. А составные стабилитроны, способные работать при любом направлении тока, называют симметричными.

Виды стабилитронов

На рынке современной электроники представлен широкий ассортимент стабилитронов, адаптированных к конкретным приложениям.

Прецизионные

Эти устройства обеспечивают высокую стабильность выходного напряжения. К ним предъявляются дополнительные требования по временной нестабильности напряжения и коэффициенту температурного напряжения. К прецизионным устройствам относятся:

  • Температурная компенсация. Схема термокомпенсированного стабилитрона включает последовательно включенный стабилитрон с номинальным напряжением 5,6 В (с положительным значением температурного коэффициента) и диод прямого свечения (с отрицательным коэффициентом). При последовательном соединении этих элементов температурные коэффициенты взаимно компенсируются. Вместо диода в схеме можно использовать второй стабилитрон, включенный последовательно и встречно.
  • Со скрытой структурой. В обычном стабилитроне ток пробоя сосредоточен в слое кремния у поверхности, где обнаруживается максимальное количество примесей и дефектов кристаллической решетки. Эти конструктивные недостатки приводят к нестабильному шуму и работе. В деталях со скрытой структурой ток пробоя «заводится» в кристалл, образуя глубокий островок p-типа проводимости.

Быстродействующие

Для них характерны: низкое значение барьерной способности, всего несколько десятков пикофарад, и небольшой период переходного процесса (наносекунды). Эти характеристики позволяют эталонному диоду ограничивать и стабилизировать импульсы переходного напряжения.

Стабилизирующие диоды могут быть предназначены для стабилизации напряжений от нескольких вольт до нескольких сотен вольт. Высоковольтные стабилитроны устанавливаются на специальные охлаждающие устройства, способные обеспечить необходимый теплообмен и защитить элемент от перегрева и последующего разрушения.

Регулируемые стабилитроны

При изготовлении стабилизированных источников питания необходимый стабилитрон может отсутствовать. В этом случае собирается схема стабилизированного стабилитрона.

Схема регулируемого стабилитрона

Требуемое напряжение стабилизатора диода подбирается с помощью резистора R1. Для настройки схемы вместо резистора R1 подключается переменный резистор 10 кОм. После получения нужного значения напряжения определяется полученное сопротивление и на постоянное место устанавливается резистор необходимого номинала. Для этой схемы можно использовать транзисторы КТ342А, КТ3102А.

Общие рекомендации

MAX40200 — это идеальный диодный переключатель тока с низким падением напряжения прямого смещения на полупроводниковом переходе, почти на порядок меньше, чем у диодов Шоттки. MAX40200 защищает саму микросхему и выходные цепи от перегрева. Когда он отключен (вывод EN установлен на низкий уровень), IC блокирует возвратно-поступательное напряжение до 6 В, что делает его пригодным для большинства портативных электронных устройств с низким напряжением. Когда переход диода MAX40200 смещен в обратном направлении, ток утечки меньше, чем у многих сопоставимых диодов Шоттки. MAX40200 работает от источника питания от 1,5 до 5,5 В.

Идеальный интегрированный диод MAX40200 имеет несколько преимуществ, в том числе:

  • незначительный ток в режиме ожидания — 7 мкА;
  • низкая рассеиваемая мощность — всего 125 мкА при токе 1 А;
  • небольшое падение напряжения (около 18 мВ) на постоянном токе — до 100 мА;
  • время переключения между прямым и обратным напряжением смещения — менее 100 мкс;
  • компактный 4-выводный корпус WLP;
  • сигнал разблокировки / блокировки и тепловая защита.

Одной из важных особенностей MAX40200 как идеального диода является использование полевого МОП-транзистора вместо обычной биполярной полупроводниковой технологии, что по существу позволяет гальванически изолировать нагрузку от тока. В этой статье исследуются характеристики нескольких параллельно подключенных микросхем MAX40200.

Набор из нескольких идеальных диодов должен обеспечивать такие же характеристики, как и более мощный диод. Для этого необходимо собрать определенное количество MAX40200. Например, вы можете использовать две ИС параллельно для системы 2А, а затем четыре ИС параллельно для системы 4А.

Обозначение стабилитрона на схеме

Стабилитрон работает только в цепи постоянного тока и передает напряжение в прямом направлении анод-катод так же, как диод. В отличие от диода, стабилитрон имеет одну характеристику, если подать ток в противоположном направлении, катод — анод, то ток через стабилитрон не будет течь, но ток в обратном направлении не будет течь только до тех пор, пока не появится напряжение превышает указанное значение.

Какое опорное напряжение у стабилитрона?

У стабилитрона есть свои параметры — это стабилизирующие напряжение и ток.

Параметр напряжения указывает, при каком напряжении стабилитрон будет пропускать ток в обратном направлении, параметр тока указывает силу тока, при которой стабилитрон может работать без повреждения.

Стабилитроны сделаны для стабилизации напряжений разной величины, например стабилитрон с обозначением V6.8 будет стабилизировать напряжение в пределах 6,8 Вольт.

Таблица рабочих параметров стабилитрона.

В таблице приведены основные параметры: это напряжение стабилизации и ток стабилизации. Есть и другие параметры, но они вам пока не нужны. Главное понять суть стабилитрона и научиться выбирать тот, который вам нужен для своих схем и для ремонта радиоэлектроники.

Рассмотрим принципиальную схему, поясняющую принцип работы стабилитрона.

В качестве параметра берем стабилитрон — напряжение стабилизации 12 Вольт. Чтобы ток через стабилитрон протекал в обратном направлении от катода к аноду, входное напряжение должно быть выше напряжения стабилизации стабилитрона (с запасом). Например, если стабилитрон рассчитан на напряжение стабилизации 12 В, входное напряжение должно быть не менее. Балластный резистор Rb ограничивает ток, который будет проходить через стабилитрон, до номинального.

Как видите, когда напряжение превышает ток стабилизации стабилитрона, он начинает сбрасывать избыточное напряжение между собой в минус. Другими словами, стабилитрон играет роль переливной трубки, чем выше давление воды или величина электрического тока, тем больше открывается стабилитрон и наоборот, при падении напряжения стабилитрон начинает закрываться, уменьшение протекания тока через себя. Эти изменения могут происходить как плавно, так и с необычайной скоростью за короткие промежутки времени, что позволяет достичь высокого коэффициента стабилизации напряжения.

Если напряжение на входе стабилизатора меньше 12 В, стабилитрон «закроется», а напряжение на выходе стабилизатора будет «колебаться» так же, как и на входе, при этом стабильности напряжения не будет. Поэтому входное напряжение должно быть больше требуемого выходного напряжения (с запасом). Схема выше называется параметрическим стабилизатором.

Всем, кто хочет полностью согласоваться по расчету параметрического стабилизатора, обязательно посетите GUGL, для новичков на первое время нам достаточно, формулами не заморачиваемся.

Перейдем к мастер-классам (лабораторным работам).

Перед вами макет параметрического стабилизатора, на входе и выходе модели вольтметры. Теперь вольтметр на ВХОДЕ стабилизатора показывает 6 вольт на ВЫХОДЕ стабилизатора, напряжение почти такое же.

Как я уже упоминал, стабилитрон на макетной плате имеет напряжение стабилизации 8 и 2 вольт, напряжение 6 вольт на ВХОДЕ стабилизатора не превышает напряжения стабилизации стабилитрона, поэтому стабилитрон закрыт.

Теперь увеличиваю напряжение на входе стабилизатора до 15 Вольт, напряжение на входе стабилизатора превысило напряжение стабилизации стабилитрона, а на выходе стабилизатора достигло заданного напряжения стабилизации 8,2 Вольт, поэтому он остается практически неизменным, даже при резких изменениях напряжения стабилитрон активируется мгновенно, поддерживая стабильность напряжения.

Еще раз повторяю — «Для корректной работы параметрического стабилизатора всегда должно быть напряжение на входе, превышающее напряжение стабилизации стабилитрона, то есть с запасом порядка 15-25%”

Поскольку стабилизирующий ток такого параметрического стабилизатора слишком мал, параметрический стабилизатор обычно используется в источниках питания как стабилизирующий элемент схемы, где помимо самого стабилизатора присутствуют элементы регулирования напряжения, мощные транзисторы.

Примером может служить схема регулируемого стабилизатора (блока питания).

В современной электронике параметрические стабилизаторы используются все реже, в основном на специальных микросхемах, которые представляют собой достаточно мощные стабилизаторы с отличным коэффициентом стабилизации, компактны и просты в применении.

Но о них поговорим в следующий раз. Однако параметрические стабилизаторы можно найти во многих различных электронных схемах, поэтому вам необходимо знать их и понимать основной принцип работы.

Простой стабилизатор тока на транзисторе

Обычные стабилизаторы тока имеют высокое выходное сопротивление, что исключает влияние сопротивления нагрузки и факторов входного напряжения на выходной ток. Главный недостаток этих устройств — необходимость в источнике питания высокого напряжения. В этом случае стабильность тока достигается за счет использования резисторов с высоким сопротивлением. Следовательно, мощность, рассеиваемая резистором (P = I2 x R) при высоких токах, может стать неприемлемой для нормальной работы системы. Намного лучше зарекомендовали себя стабилизаторы тока на транзисторах, выполняющие свои функции вне зависимости от величины входного напряжения.

Самыми простыми устройствами являются диодные стабилизаторы. Благодаря им значительно упрощаются электрические схемы, что приводит к снижению общей стоимости устройств. Схемы становятся более стабильными и надежными. Эти качества сделали диодные стабилизаторы просто незаменимыми для питания светодиодов. Диапазон напряжения, в котором они могут нормально работать, составляет 1,8-100 вольт. Это позволяет преодолевать импульсивные и постоянные колебания напряжения.

Поэтому свечение светодиодов может быть разной яркости и оттенка в зависимости от протекающего в цепи тока. Несколько таких ламп, соединенных последовательно, нормально работают при участии всего одного диодного стабилизатора. Эту схему легко переделать, в зависимости от количества светодиодов и напряжения питания. Требуемый ток устанавливается стабилизаторами, включенными параллельно цепи светодиода.

Parametric stabilizer

Инженерная программа, предназначенная для расчета параметрических стабилизаторов на основе кремниевых или газоразрядных стабилитронов, используемых в источниках питания. Методика расчета разработана автором программы и опубликована в статье «Москатов Э. Расчет параметрических стабилизаторов. — Радиомир, 2006, № 7, с. 22 — 25».

В программе передач даны ответы на типовые вопросы, приведены справочные данные по кремниевым и газоразрядным стабилитронам. Статус лицензии — Donationware (класс бесплатного ПО), что означает, что программу можно использовать бесплатно и никаких платежей не требуется. Все материалы, представленные для скачивания, сделаны на русском языке.

Скачать материалы Дополнительная информация
В этой финальной версии программы были введены дополнительные элементы управления для переполнения исходных данных. Введено резервное копирование данных. Интерфейс программы стал более эргономичным. Все доступные изображения, пиктограммы и значки были переделаны, чтобы удалить любые материалы, созданные другими авторами, из исполняемого файла, файла справки и программы установки.

Программа создана в Windows XP Home Edition с использованием лицензионного программного обеспечения. Использовались следующие программы: Borland C ++ Builder 6.0 personal (для написания части кода и отладки реализации алгоритма), Borland Turbo C ++ 10.0 (для компиляции исполняемого файла), Microsoft Office Visio (для рисования схем, диаграмм) и чертежи), OpenOffice.org (для написания справки по программе), Sea Monkey (для создания файлов справки html с помощью «компоновщика»), htm2chm (для компиляции файлов html в файл справки chm), IrfanView (для уменьшения количества цветов в растровых изображениях), Slow View (для создания эффекта 3D-кнопки на рисунках), Inno Setup (для создания программы установки), FET XP Authenticode (для электронной подписи файлов).

Известные проблемы и особенности.

1. В безопасном режиме текст меню на русском языке отображается некорректно (спецсимволами); в остальных частях программы текст отображается корректно. Решение проблемы: не используйте программу в безопасном режиме или используйте англоязычную версию программы, если она существует.

2. В Windows 95 программа будет работать, но вы не сможете просматривать файл справки, встроенный в операционную систему. Использование программы просмотра файлов chm решит эту проблему.

3. Если разрешение изображения на мониторе меньше 800 × 600 пикселей, элементы интерфейса программы будут перенесены в модуль. Решение проблемы: не используйте программу при таком низком разрешении монитора.

Файл справки к программе «Параметрический стабилизатор 4.0.0.0». Его можно распечатать. Расширение файла — PDF, размер — 135 КБ.
Исходный код программы Parametric Stabilizer 4.0.0.0, который можно проанализировать в среде Borland Developer Studio. Расширение файла — ZIP, размер — 134 КБ.
История основных версий программы «Параметрический стабилизатор». Расширение файла — TXT, размер — 3,5 КБ.

Рекомендуемые требования к оборудованию

Компьютер с процессором Intel Pentium / Celeron или совместимым процессором с тактовой частотой не менее 200 МГц или выше.

Оперативная память: 32 МБ.

Свободное место на диске: 2 МБ.

Видеокарта и монитор с разрешением не менее 800х600 пикселей.

Клавиатура, мышь или другое указывающее устройство.

Способы маркировки

На корпусе детали нанесена буквенная или буквенно-цифровая маркировка, характеризующая электрические свойства и назначение устройства. Есть два типа маркировки. Детали в витрине маркируются обычным образом. Напряжение стабилизации написано на поверхности элемента с помощью буквы V, которая служит десятичной точкой. Знаки с четырьмя цифрами и буквой в конце менее понятны. Расшифровать его можно только с помощью таблицы.

Еще один способ маркировки диодов стабилизатора — это цветовая кодировка. Часто используется японский вариант, то есть двух-трехцветные кольца. Если есть два кольца, каждое из них обозначает определенный номер. Если второе кольцо применяется в удвоенном варианте, это означает, что между первым и вторым числом необходимо поставить запятую.

Цветовая кодировка стабилитрона

Как отличить стабилитрон от обычного диода

Оба этих элемента имеют схожее обозначение на схеме. На практике отличить стабилитрон от обычного диода и даже узнать его номинал, если оно не более 35 В, можно с помощью розетки на мультиметре.

Схема атаки мультиметра
Схема атаки мультиметра

Для реализации генератора с широтно-импульсной модуляцией используется специализированная микросхема MC34063. Для обеспечения гальванической развязки между СН и измерительной частью цепи контролируется напряжение на первичной обмотке трансформатора. Это позволяет сделать выпрямитель на VD2. Точка стабилизации выходного напряжения устанавливается с помощью резистора R3. Напряжение на конденсаторе C4 составляет примерно 40 В. Стабилизатор тока A2 и тестируемый опорный диод составляют параметрический стабилизатор, а мультиметр, подключенный к клеммам схемы, позволяет определять напряжение стабилитрона.

Если диод подключен с обратной полярностью (анод на «-», а катод на «+»), то мультиметр для обычного диода покажет 40 В, а для стабилитрона — стабилизирующее напряжение.

Для определения работоспособности стабилитрона с известным номиналом используется простая схема, состоящая из блока питания и токоограничивающего резистора на 300… 500 Ом. В этом случае с помощью мультиметра определяется не сопротивление перехода, а напряжение. Элементы включаются, как показано на схеме, и измеряется напряжение на стабилитроне.

Схема определения КПД стабилитрона

Медленно увеличивайте напряжение источника питания. При значении напряжения стабилизации напряжение на стабилитроне должно перестать расти. Если это произошло, значит, товар в хорошем состоянии. Если при последующем повышении напряжения ИП диод не начинает стабилизироваться, значит, он работает некорректно.

Как правильно подобрать стабилитрон?

Стабилитроны — стабилизаторы малой мощности. Следовательно, они должны быть выбраны так, чтобы весь ток нагрузки плюс минимальный ток стабилизации мог проходить через них без перегрева.

Для правильного выбора стабилитрона для электрической схемы необходимо знать следующие параметры: минимальное и максимальное входное напряжение, выходное напряжение, минимальный и максимальный ток нагрузки. Напряжение стабилизации стабилитрона равно выходному напряжению. А для расчета максимального тока, который может пройти через стабилитрон в конкретной цепи и рассеиваемой мощности при максимальном токе, лучше воспользоваться онлайн-калькулятором.

Специфика импульсного устройства


Импульсный прибор отличается высоким КПД даже в условиях широкого диапазона напряжений. Схема устройства включает ключ, аккумулятор энергии и схему управления. Регулирующий элемент подключается в толчковом режиме. Принцип работы устройства:

  1. Напряжение положительной обратной связи подается со второго коллектора через второй конденсатор на базе.
  2. Коллектор нет. 2 открывается после насыщения тока от резистора No. 2.
  3. На переходе от коллектора к эмиттеру насыщение ниже и остается открытым.
  4. Усилитель подключен к разъему n. 3 через стабилитрон n. 2.
  5. База соединяется с разделителем.
  6. Первый стабилитрон управляет открытием / закрытием второго коллектора через сигнал от третьего.

Когда второй стабилитрон открыт, энергия накапливается в индуктивности, обеспечивая замыкающее поле для нагрузки.

Напряжение стабилизации

Самым важным параметром стабилитрона, конечно же, является напряжение стабилизации. Что это за параметр?

Берем стакан и наполняем водой…

Сколько бы воды мы ни налили в стакан, из стакана вылезет излишек. Думаю, это понятно даже дошкольнику.

Теперь по аналогии с электроникой. Стекло — стабилитрон. Уровень воды в стакане, наполненном до краев, — это напряжение стабилизации стабилитрона. Представьте себе большой кувшин с водой рядом со стаканом. Мы наполняем стакан водой из кувшина, но не решаемся одновременно прикасаться к кувшину. Вариант только один — налить воду из кувшина, проделав отверстие в самом кувшине. Если бы кувшин был меньше по высоте, чем стакан, то мы не смогли бы налить воду в стакан. Если объяснять языком электроники, кувшин имеет большее «напряжение», чем «натяжение» стакана.

Итак, уважаемые читатели, в стекле заключен весь принцип стабилитрона. Каким бы потоком мы его ни обливали (ну, конечно, в разумных пределах, иначе стакан унесет и разбьет), стакан всегда будет полон. Но оплата должна производиться сверху. Это означает, что напряжение, которое мы прикладываем к стабилитрону, должно быть выше, чем напряжение стабилизации стабилитрона.

Встречное, параллельное, последовательное соединение стабилитронов

Для увеличения напряжения стабилизации можно последовательно соединить два и более стабилитрона. Например, на нагрузке необходимо получить 17 В, поэтому при отсутствии необходимой мощности используются опорные диоды на 5,1 В и 12 В.

Параллельное соединение используется для увеличения тока и мощности.

Стабилитроны также используются для стабилизации переменного напряжения. В этом случае они подключаются последовательно и наоборот.

В одном полупериоде переменного напряжения один стабилитрон работает, а второй работает как обычный диод. Во второй половине цикла полупроводниковые элементы выполняют противоположные функции. Однако в этом случае форма выходного напряжения будет отличаться от входного и будет иметь вид трапеции. Из-за того, что эталонный диод отсечет напряжение, превышающее уровень стабилизации, верхние части синусоиды будут обрезаны.

 

Оцените статью
Блог для радиолюбителей