Расчет параметрического стабилизатора на стабилитроне онлайн. Параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне: принцип работы, расчет и применение

В этой схеме транзистор выполняет роль усилителя тока, что позволяет увеличить нагрузочную способность стабилизатора. Стабилитрон здесь выступает в качестве источника опорного напряжения.

Сравнение параметрических и компенсационных стабилизаторов

Параметрические стабилизаторы часто сравнивают с компенсационными. Основные различия между ними:

Выбор между параметрическим и компенсационным стабилизатором зависит от конкретных требований к устройству.

Расчет параметрического стабилизатора онлайн

Для упрощения расчетов параметрического стабилизатора можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. Они позволяют быстро подобрать компоненты и оценить характеристики схемы.

Пример использования онлайн-калькулятора для расчета параметрического стабилизатора:

1. Введите входное напряжение (Uвх)
2. Укажите требуемое выходное напряжение (Uвых)
3. Задайте ток нагрузки (Iн)
4. Нажмите кнопку «Рассчитать»

Калькулятор автоматически подберет подходящий стабилитрон, рассчитает номинал балластного резистора и выдаст основные параметры стабилизатора.

Практические советы по применению параметрических стабилизаторов

При использовании параметрических стабилизаторов напряжения следует учитывать несколько важных моментов:

• Выбирайте стабилитрон с запасом по мощности
• Используйте радиатор для стабилитрона при больших токах
• Применяйте фильтрующие конденсаторы на входе и выходе
• Учитывайте температурный коэффициент напряжения стабилитрона
• При необходимости используйте схемы температурной компенсации

Соблюдение этих рекомендаций позволит создать надежный и эффективный параметрический стабилизатор напряжения.

Расчет параметрического стабилизатора напряжения онлайн

Параметрический стабилизатор напряжения — это устройство, в котором стабилизация выходного напряжения достигается за счет сильной нелинейности вольт-амперной характеристики электронных компонентов, использованных для построения стабилизатора то есть за счет внутренних свойств электронных компонентов, без построения специальной системы регулирования напряжения. Для построения параметрических стабилизаторов напряжения обычно используются стабилитроны, стабисторы и транзисторы. Из-за низкого КПД такие стабилизаторы находят применение в основном в слаботочных схемах с нагрузками до нескольких десятков миллиампер. Наиболее часто они используются как источники опорного напряжения например, в схемах компенсационных стабилизаторов напряжения.

Поиск данных по Вашему запросу:

Расчет параметрического стабилизатора напряжения онлайн

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

Содержание:

• Параметрический стабилизатор напряжения.
• Электропреобразовательные устройства: Методические указания к выполнению лабораторных работ
• Расчет мощности стабилизатора напряжения
• Параметрический стабилизатор напряжения.
• Расчет параметрического стабилизатора
• Как рассчитать резистор для стабилитрона?

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Стабилитрон. Параметрический стабилизатор

Параметрический стабилизатор напряжения.

Любой электронной схеме требуется стабилизированное напряжение, необходимое для питания входящих в её состав активных элементов транзисторов, микросхем и т. Несмотря на большое разнообразие видов линейных источников в основе всех их лежит классический параметрический стабилизатор напряжения смотрите рис. При построении большинства таких устройств используется нелинейный полупроводниковый элемент — диод, называемый в этом случае стабилитроном.

Классический стабилизатор на стабилитроне относится к простейшему виду устройств данного класса и является самым дешёвым и лёгким в исполнении. Входящий в состав стабилизатора напряжения полупроводниковый элемент стабилитрон представляет собой выпрямительный диод, включенный в обратном направлении. Благодаря этому, рабочая точка элемента может быть установлена на нелинейном участке вольтамперной характеристики ВАХ с резко уходящей вниз ветвью. Дополнительная информация.

Её точное положение задаётся величиной балластного резистора Rо смотрите схему выше. С примером типовой вольтамперной характеристики стабилитрона можно ознакомиться на приводимом ниже рисунке.

Принцип работы параметрического стабилизатора на стабилитроне ПСН неразрывно связан с видом обратной ветви характеристики стабилитрона, имеющей следующие особенности:. Обратите внимание! Именно из-за возможности выставления фиксированных параметров в этой схеме она получила своё название — параметрическая. Суть работы стабилизатора напряжения удобнее всего пояснить на примере диода, включённого в цепь постоянного тока.

Когда напряжение на нём имеет прямую полярность плюс подключён к аноду, а минус — к катоду , полупроводниковый переход смещён в проводящем направлении и пропускает ток. При обратном порядке подачи полярности n-p переход закрыт и поэтому тока практически не проводит. Но если продолжать увеличивать обратное напряжение между электродами, то в соответствии с его ВАХ можно достичь точки, в которой диод вновь начинает пропускать поток электронов но уже в другую сторону за счёт пробоя перехода.

Полупроводниковый элемент в этом случае работает в режиме обратных напряжений, значительно превышающих по величине прямое падение на нём 0,,7 Вольта. Обратный ток в данной ситуации может считаться рабочим параметром, изменяющимся в пределах регулировки напряжения, а сам диод, работающий в режиме обратного включения, носит название стабилитрона. При изучении функционирования параметрического стабилизатора напряжения особое значение придаётся техническим характеристикам самого регулирующего прибора.

К ним следует отнести:. Относительно первых двух параметров следует заметить, что для разных образцов полупроводниковых диодов они могут сильно различаться по своей величине в зависимости от мощности прибора. Напряжение стабилизации для большинства современных стабилитронов варьируется в диапазоне от 0,7 до Вольт. Допустимая мощность рассеяния определяется уже перечисленными ранее параметрами и также сильно зависит от типа элемента. Это же можно сказать и о дифференциальном сопротивлении, в определённой мере влияющем на эффективность процесса стабилизации.

Полное схемное представление стабилизатора параметрического типа, в котором стабилитрон выполняет функцию опорного элемента, приводится на размещённом ниже рисунке. Эту схему можно рассматривать как делитель напряжения, состоящий из резистора R1 и стабилитрона VD с подключённой в параллель нагрузкой RН.

При изменениях входного потенциала соответственно будет меняться и ток через стабилитрон; при этом величина напряжения на нём а значит и на нагрузке останется практически неизменной. Её значение будет соответствовать напряжению стабилизации при колебаниях входного тока в некоторых пределах, определяемых характеристиками диода и величиной нагрузки. Исходными данными, согласно которым осуществляется расчет стабилизатора параметрического типа, являются:.

С учётом этой информации рассчитаем искомую величину, воспользовавшись функцией онлайн-калькулятора, например. Исходя из этих данных, вводимых предварительно в онлайн-калькулятор или вручную, выбираем стабилитрон типа BZX85C5V1RL с напряжением стабилизации 5,1 Вольт и дифференциальным сопротивлением порядка 10 Ом. С учётом этого вычисляем величину балластного сопротивления R1, определяемую следующим образом:.

Таким образом, весь расчет параметрического стабилизатора сводится к определению номинала балластного резистора R1 и выбору типа стабилитрона исходя из того, на какое рабочее напряжение он рассчитан.

Выходная мощность стабилизатора параметрического типа определяется максимальным током стабилитрона и его допустимой мощностью Pmax, которую при желании можно увеличить. Для этого следует дополнить схему транзисторным элементом, включаемым параллельно или последовательно с нагрузкой.

Соответственно этому различают стабилизаторы параллельного и последовательного типа, в которых транзистор выполняет функцию усилителя постоянного тока.

В схеме стабилизатора параллельного типа транзистор используется как эмиттерный повторитель, включённый параллельно нагрузке смотрите рисунок ниже. В этой схеме резистор R1 может располагаться как со стороны коллектора, так и в эмиттере транзистора. Напряжение на нагрузочном резисторе R н составляет:. Схема работает по принципу отвода излишков тока через открытый переход К-Э транзистора, на базе которого постоянно присутствует напряжение Uст.

В этой схеме IСТ является одновременно базовым током транзистора, вследствие чего его величина в нагрузке может в h31e раз превышать исходное значение, то есть транзистор в данном случае работает как усилитель по току. ПСН, собранный по последовательной схеме, представляет собой тот же эмиттерный повторитель на транзисторе VT, но с сопротивлением нагрузки Rн, включённым последовательно с переходом К-Э смотрите рисунок. В этой схеме любые колебания тока в нагрузке приводят к противоположным по знаку изменениям напряжения на базе транзистора.

Подобная зависимость вызывает открывание или закрывание перехода Э-К, что означает автоматическую стабилизацию выходного напряжения. В заключение описания отметим, что как в последовательной, так и в параллельной схеме ПСН стабилитрон используется в качестве источника опорного напряжения, а транзистор — как усилитель тока.

RU — интернет-энциклопедия про всё, что связано с домашней электрикой: выключатели, розетки, лампочки, люстры, проводка. Советы, инструкции и наглядные примеры.

Электропреобразовательные устройства: Методические указания к выполнению лабораторных работ

Итак, конкретный пример расчета. Решение: 1. По заданному напряжению выберем тип стабилитрона. Значение номинального входного напряжения U вх ном и R б найдем из выражения 1 и 2 — см.

Расчет стабилизатора. Для получения более постоянного напряжения на нагрузке при изменении потребляемого тока к выходу выпрямителя.

Расчет мощности стабилизатора напряжения

В маломощных схемах на нагрузку до 20 миллиампер применяется устройство с малым коэффициентом действия, и называется параметрическим стабилизатором. В устройстве таких приборов имеются транзисторы, стабилитроны и стабисторы. Они применяются в основном в компенсационных устройствах стабилизации в качестве опорных источников питания. Параметрические стабилизаторы в зависимости от технических данных могут быть 1-каскадными, мостовыми и многокаскадными. Стабилитрон в устройстве прибора подобен подключенному диоду. Но обратный пробой напряжения больше подходит для стабилитрона и является базой его нормальной работы. Эта характеристика нашла популярность для разных схем, где необходимо создавать ограничение сигнала входа по напряжению. Такие стабилизаторы являются быстродействующими приборами, и защищают участки с повышенной чувствительностью от импульсных помех. Применение таких элементов в новых схемах является показателем их повышенного качества, которое обеспечивает постоянное функционирование в разных режимах.

Параметрический стабилизатор напряжения.

Технический портал радиолюбителей России. Фотогалерея Обзоры Правила Расширенный поиск. Уважаемые посетители! RU существует исключительно за счет показа рекламы. Мы будем благодарны, если Вы не будете блокировать рекламу на нашем Форуме.

В маломощных схемах на нагрузку до 20 миллиампер применяется устройство с малым коэффициентом действия, и называется параметрическим стабилизатором. В устройстве таких приборов имеются транзисторы, стабилитроны и стабисторы.

Расчет параметрического стабилизатора

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.

Как рассчитать резистор для стабилитрона?

Компьютерные сети Системное программное обеспечение Информационные технологии Программирование. Строго говоря, добиться идеальной стабилизации, то есть совершенно постоянного напряжения на выходе стабилизатора, нельзя. Аналогично происходит стабилизация и при уменьшении входного напряжения. Чем больше входное напряжение, тем лучше стабилизация. Схемы их включения и способ расчета стабилизатора те же. Поделись: Не нашли то, что искали?

Расчёт стабилизатора напряжения. Параметрические стабилизаторы являются простейшими устройствами, в которых малые изменения выходного.

Главная Контакты. Пароль Регистрация Забыли пароль? Схемы на микроконтроллерах Схемы аналоговые Аrduino проекты Технологии радиолюбителя Авто электроника Схемы авто проводки Программаторы Софт для радиолюбителя Библиотека Ремонт и заправка принтеров Онлайн калькулятор для MC

На рисунке показаны схемы простых параметрических стабилизаторов. Вторая схема аналогична первой, но в нее добавлен эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. Онлайн калькулятор расчета стабилизатора позволит Вам подобрать нужный транзистор, стабилитрон и определить сопротивление балластного резистора. Расчет стабилизатора в онлайн калькуляторе происходит в три этапа:.

Компьютерные сети Системное программное обеспечение Информационные технологии Программирование.

Главная Контакты. Пароль Регистрация Забыли пароль? Схемы на микроконтроллерах Схемы аналоговые Аrduino проекты Технологии радиолюбителя Авто электроника Схемы авто проводки Программаторы Софт для радиолюбителя Библиотека Ремонт и заправка принтеров Онлайн калькулятор для MC Рекомендуемые статьи. Преобразователь интерфейсов RS в RS на доступных деталях схема. Универсальный программатор для практически любых радиостанций схема.

Расчет и проектирование параллельного стабилизатора. Особенности применения. Оглавление :: Поиск Техника безопасности :: Помощь.

Расчет стабилизатора напряжения онлайн

В маломощных схемах на нагрузку до 20 миллиампер применяется устройство с малым коэффициентом действия, и называется параметрическим стабилизатором. В устройстве таких приборов имеются транзисторы, стабилитроны и стабисторы. Они применяются в основном в компенсационных устройствах стабилизации в качестве опорных источников питания. Параметрические стабилизаторы в зависимости от технических данных могут быть 1-каскадными, мостовыми и многокаскадными. Стабилитрон в устройстве прибора подобен подключенному диоду. Но обратный пробой напряжения больше подходит для стабилитрона и является базой его нормальной работы.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

Содержание:

• Пример расчета компенсационного стабилизатора напряжения
• Пример расчёта и моделирования компенсационного стабилизатора
• Стабилитрон. Параметрические стабилизаторы напряжения
• Параметрический стабилизатор — типичные расчеты схемы
• Схемы простых стабилизаторов напряжения
• Автоматический выбор модели стабилизатора напряжения

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Стабилизатор напряжения. Расчёт мощности.

Пример расчета компенсационного стабилизатора напряжения

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе.

В таком устройстве работают стабилитрон V5 и регулирующий транзистор V6. Расчет позволит выбрать все элементы стабилизатора, исходя из заданного выходного напряжения U н и максимального тока нагрузки I н. Однако оба эти параметра не должны превышать параметры уже рассчитанного выпрямителя. А если это условие нарушается, тогда сначала рассчитывают стабилизатор, а затем — выпрямитель и трансформатор питания.

Расчет стабилизатора ведут в следующем порядке. Если стабилизатор будет подключаться к готовому или уже рассчитанному выпрямителю, в дальнейших расчетах необходимо использовать реальное значение выпрямленного напряжения U вып. Выбирают регулирующий транзистор. Его предельно допустимая рассеиваемая мощность должна быть больше значения Р max , предельно допустимое напряжение между эмиттером и коллектором — больше U вып , а максимально допустимый ток коллектора — больше I н.

Определяют максимальный ток базы регулирующего транзистора: I б. Подбирают подходящий стабилитрон. Его напряжение стабилизации должно быть равно выходному напряжению стабилизатора, а значение максимального тока стабилизации превышать максимальный ток базы I б max.

В таком случае целесообразно ввести в стабилизатор дополнительный транзистор V7 малой мощности рис. В приведенных здесь расчетах отсутствует поправка на изменение сетевого напряжения, а также опущены некоторые другие уточнения, усложняющие расчеты. Источник: shems. Что-то не так? Пожалуйста, отключите Adblock. Как добавить наш сайт в исключения AdBlock.

Расчет стабилизатора.

Пример расчёта и моделирования компенсационного стабилизатора

На сегодняшний день появляются все более сложные электронные системы, использующие в качестве элементной базы новейшие полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы с высокой степенью интеграции. Успешное развитие науки и техники в рамках жестокой конкуренции во многом обусловлено успехами электроники. Трудно себе представить какую-либо отрасль производства, в которой бы в той или иной степени не использовались электронные приборы или электронные устройства автоматики. Неотъемлемой частью многих радиоэлектронных и электронных устройств являются стабилизаторы постоянного напряжения.

Онлайн калькулятор расчёта мощности напряжения поможет рассчитать нужные параметры для выбора подходящего стабилизатора напряжения!.

Стабилитрон. Параметрические стабилизаторы напряжения

Для чего нужен стабилизатор напряжения? Не секрет, что в России существует большая проблема с качеством электроснабжения потребителей. Это связанно с большой изношенностью сетей, районные распределительные трансформаторы не справляются с нагрузкой, часто встречаются несанкционированные подключения. Если к одной линии подключено много потребителей, то у ближайших домов к районному трансформатору будет повышенное напряжение, а у удалённых домов будет напряжение меньше нормы. Скачки напряжения, пониженное или повышенное напряжение — вот главные проблемы электроснабжения. Без стабилизатора напряжения, бытовой или профессиональной электрической техники угрожает быстрый выход из строя. Стабилизатор напряжения как раз и предназначен для нормализации сетевого напряжения на уровне Вольт в однофазной сети или Вольт в трёхфазной сети. Помимо функции стабилизации выходного напряжения, устройство защитит Вашу технику от короткого замыкания, от кратковременных бросков напряжения, от критически низкого или очень завышенного напряжения. Данный показатель отражает отношение активной мощности к полной.

Параметрический стабилизатор — типичные расчеты схемы

Номинальное U вых , минимальное U вых мин , максимальное значение выходного напряжения U вых макс и коэффициенты пределов плавной регулировки выходного напряжения:. Максимальный I макс и минимальный I мин токи нагрузки включающие и внутреннее потребление стабилизатора ток делителя и т. Максимально допустимая амплитуда пульсаций выходного напряжения и ее относительное значение,. Допустимое относительное изменение выходного напряжения при изменения тока нагрузки.

И умыслил Фарадей явление электромагнитной индукции, провёл он опыт физический, да очертил схему трансформатора досель невиданного. И увидел Господь, что это хорошо, и благословил мужей усердных в науках естественных на сотворение кенотрона вакуумного, а совокупно и фильтра ёмкостного сглаживающего, воеже в триединстве и целостности явился миру источник питания на всяку потребу богоприятный.

Схемы простых стабилизаторов напряжения

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.

Автоматический выбор модели стабилизатора напряжения

На рисунке показаны схемы простых параметрических стабилизаторов. Вторая схема аналогична первой, но в нее добавлен эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. Онлайн калькулятор расчета стабилизатора позволит Вам подобрать нужный транзистор, стабилитрон и определить сопротивление балластного резистора. Расчет стабилизатора в онлайн калькуляторе происходит в три этапа:. Третий этап расчета. Подбирают подходящий стабилитрон.

Расчет стабилизатора напряжения по заданным параметрам онлайн. Р.

Обнаружен блокировщик рекламы. Сайт Паяльник существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Как это сделать?

Главная Контакты. Пароль Регистрация Забыли пароль? Схемы на микроконтроллерах Схемы аналоговые Аrduino проекты Технологии радиолюбителя Авто электроника Схемы авто проводки Программаторы Софт для радиолюбителя Библиотека Ремонт и заправка принтеров Онлайн калькулятор для MC Рекомендуемые статьи.

Портал QRZ.

Для удобства расчета можно воспользоваться онлайн калькулятором, необходимо указать входное и выходное напряжение стабилизатора и ток нагрузки. Калькулятор подберет наиболее близкие по напряжению стабилизации стабилитроны и по максимальному току стабилизации, с учетом, что ток нагрузки должен быть в два раза меньше максимального тока стабилизации. Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться. Ваш IP: Расчёт стабилизатора напряжения источника опорного напряжения.

Приведена техника упрощенного расчета параметрического стабилизатора напряжения на транзисторах. Схема простейшего параметрического стабилизатора на стабилитроне и резисторе показана на рисунке 1. Входное напряжение Uвх должно быть существенно выше напряжения стабилизации стабилитрона VD1. А чтобы стабилитрон не вышел из строя ток через него ограничен постоянным резистором R1.

Расчет падения напряжения на двух последовательно включенных стабилитронах? (обратная проводка)

Поскольку никто не ответил на ваш основной вопрос, я попытаюсь объяснить:

Вы не можете рассчитать напряжение на стабилитроне при слабом токе. Обратное напряжение является характеристикой устройства и зависит от конструкции/архитектуры.
Я не нашел лучшего справочника, чем буклет OnSemi Theory of Zener, и вы должны начать с прочтения этого.

Зенеры обычно имеют одну из двух различных архитектур: эффект Зенера и эффект Лавины. Вы используете стабилитроны в области эффекта Зенера, которые можно охарактеризовать вплоть до очень низких токов, и напряжение на них будет изменяться несколько предсказуемо.

Из документа OnSemi, вот один очень подходящий график характеристики Vz:

Обратите внимание, что стабилитроны ниже 6V Vr имеют совсем другие кривые Vr. Те, которые ниже 6 В, имеют очень большой наклон, и по мере того, как вы снижаете ток до предела утечки, напряжение Vr меняется. Ток утечки обычно стабилен (при заданной температуре) при напряжении более 1 В.

Теперь к вашей проблеме, последовательной установке 3 стабилитронов.

Ток утечки для каждого стабилитрона будет разным. Устройство Зенера действует как источник постоянного тока, как только оно имеет достаточное значение Vr и до тех пор, пока не начнется туннелирование. Ток утечки обычно находится в диапазоне 10-200 мкА, и вы найдете максимальное значение, указанное в техническом описании для некоторых устройств.

Для ваших устройств (1N728A и 1N729A) ток утечки будет ниже 100 мкА при 1 В и начнется эффект Зенера между примерно 1 В и номинальным напряжением.

Для вашей конфигурации ОДИН стабилитронов будет иметь наименьший ток утечки, который будет ограничивать два других ниже их тока утечки. Это означает, что при очень малых токах (каким бы ни было это значение утечки) напряжение на двух стабилитронах будет намного меньше их номинального значения и может упасть ниже 1 В.

Первое препятствие на пути — это ATTiny со значительно более низким током в спящем режиме

В вашей конфигурации ATTiny85 будет потреблять очень низкий ток в спящем режиме, и из таблицы данных вы можете видеть, что в спящем режиме со сторожевым таймером, используемым для пробуждения вы можете ожидать менее 10 мкА.

Этот очень низкий ток для ATTiny85 ограничит ток через стабилитроны ниже тока утечки любого из них.

Это может привести к тому, что VCC для ATTiny превысит абсолютный максимум 6 В, что приведет к отказу устройства . И действительно вы уже показали, что VCC поднимается до 5,1В.

^{смоделируйте эту схему — схема создана с помощью CircuitLab}

Это низкое падение напряжения на стабилитронах объясняет, почему ваша схема работает при напряжении до 7 В постоянного тока на батарее, но это не очень хороший режим работы, и вы можете легко повредить MCU. Я предполагаю, что у вас на самом деле есть конденсатор на MCU, который вы не показали, и вы фактически запускаете ATTiny от него, когда он просыпается.

Жизнеспособное решение на основе регулятора

Лучше всего инвестировать в линейный последовательный регулятор. Доступно много вариантов с очень низким током покоя, таких как MCP1703, который обеспечивает решение с одним чипом по низкой цене (

Вряд ли вы найдете импульсный стабилизатор по такой же цене и малой мощности.

стабилитрон i-v путаница Я также не буду повторно использовать то, что уже было написано здесь. Я начну с чистого листа и буду немного более прямолинейным (электронным).

Есть хорошее изображение стабилитрона, которое я нашел на странице под названием Принцип работы стабилитрона:

Выглядит джазово, но в нем также содержится много информации. Итак, давайте рассмотрим его по частям.

Верхний правый квадрант — это область, где стабилитрон работает как обычный диод, где он смещен в прямом направлении. В этом квадранте видно, что прямой ток, \$I_\text{F}\$, остается очень низким до тех пор, пока не будет достигнуто обычное минимальное *напряжение кремниевого диода, равное примерно \$600\:\text{мВ}\$. , то ток стреляет вверх, как ракета. Поскольку стабилитрон не должен использоваться как обычный диод, давайте проигнорируем этот квадрант. В любом случае, это не очень интересно.

Все действия происходят в левом нижнем углу. На этой конкретной диаграмме автор потратил некоторое время, чтобы представить различные кривые. Это связано с тем, что существует несколько разных напряжений стабилитрона, и они связаны с парой различных эффектов : лавины и стабилитрона. Технические специалисты могут больше беспокоиться о различиях, но вам это не нужно. Если я хочу сказать что-нибудь здесь обо всех этих кривых, я бы хотел, чтобы вы обратили внимание, насколько «вертикальной» является линия для стабилитрона \$6.8\:\text{V}\$. Он почти точно вертикальный.

Это означает, что для этого конкретного стабилитрона, когда напряжение расположено в противоположном направлении (с обратным смещением, поэтому мы находимся в ЛЕВОЙ части диаграммы) и до того, как оно достигнет примерно \$6,8\:\text{V} \$, через него проходит очень небольшой «ток утечки». Кривая остается очень близкой к \$I_\text{F}=0\:\text{мА}\$.

Но, как вы можете видеть, как только напряжение превышает это волшебное значение, величина тока очень быстро увеличивается. Такова природа этой вертикальной части кривой. Если обратное напряжение равно \$6,8\:\text{В}\$, ток может превысить \$20\:\text{мА}\$ (просто взглянув на эту кривую). смещенное напряжение равно \$7\:\text{V}\$? Ну, это как раз доходит до конца кривой около \$140\:\text{мА}\$! Всего несколько десятых вольта имеют такое большое значение!

Давайте посмотрим, что произойдет, если мы соединим здесь последовательно резистор. Что-то вроде этого:

^{симулировать эту схему – схема, созданная с помощью CircuitLab}

Обычно мы знаем значение \$V_\text{CC}\$ или, по крайней мере, диапазон его значений. Предположим, мы знаем только, что это будет не менее \$8\:\text{V}\$, но может быть и \$9,4\:\text{V}\$, так как мы будем использовать \$9\ :\text{V}\$ щелочная батарея для этой цели.

Номинал для этого стабилитрона составляет \$37\:\text{мА}\$. Итак, давайте выберем резистор, предположив, что напряжение стабилитрона будет каким-то волшебным образом работать, а также предположим самое низкое напряжение, с которым мы ожидаем работать (наихудший случай): \$R_1=\frac{8\:\text{ В}-6,8\:\текст{В}}{37\:\текст{мА}}\примерно 33\:\Омега\$.

Так что же происходит на самом деле? Ну, на самом деле мы начинаем со свежей батареи \$9\:\text{V}\$. Это больше, чем планировалось, поэтому позволяет нам проверить, что происходит, когда планы идут наперекосяк. Давайте используем это более высокое начальное значение в качестве фактического напряжения для запуска. Когда цепь только что подключена, но в стабилитроне еще нет тока и, следовательно, нет тока в \$R_1\$ и, следовательно, нет падения напряжения на \$R_1\$, вся \$9\:\text{V}\ $, казалось бы, применяется к стабилитрону. Это сразу предполагает, что токи в стабилитроне просто зашкаливают! Но по мере того, как ток в стабилитроне увеличивается (очень быстро) по величине (идет вниз на этом графике), также растет падение напряжения на \$R_1\$. Это уменьшает напряжение на стабилитроне.

Предположим на мгновение, что на самом деле существует оригинал, оцененный в \$37\:\text{mA}\$. Тогда падение напряжения на резисторе будет \$33\:\Omega\cdot 37\:\text{мА}=1,221\:\text{В}\$. Таким образом, мы предсказываем, что \$V_\text{Z}=9\:\text{V}-1,221\:\text{V}= 7,779\:\text{V}\$. Но мы легко можем видеть, что ток стабилитрона был бы намного выше, если бы это было правдой. Итак, мы знаем, что реальный ток в стабилитроне превысит это значение.

Сделаем еще одну оценку. Мы получили $7,779\:\text{V}\$, что на \$979\:\text{mV}\$ больше, чем мы ожидали. Итак, давайте предположим, что это добавленное напряжение создает дополнительный ток в \$R_1\$. Таким образом, мы получаем новую оценку \$I=37\:\text{мА}+\frac{979\:\text{мВ}}{33\:\Omega}\приблизительно 67\:\text{мА}\ $. Это означает, что \$V_\text{Z}=9\:\text{V}-33\:\Omega\cdot 67\:\text{мА}= 6,789\:\text{V}\$. Теперь это кажется намного ближе.

Тем не менее, мы предположительно знаем, что в таблице данных указано, что это \$6.8\:\text{V}\$ с \$37\:\text{mA}\$. У нас ток намного выше, поэтому и напряжение на стабилитроне должно (согласно кривой) быть немного выше.

Я думаю, вы понимаете, что мы могли бы некоторое время ходить туда-сюда, пытаясь решить это. Есть математические уравнения, которые мы могли бы попробовать. Но пришло время для новой идеи, я думаю.

Теперь пришло время представить новую концепцию. Это называется «добавлением линии нагрузки» к кривой. Поначалу «линию нагрузки» немного сложно получить. Но как только вы его поймете, его нетрудно запомнить и применить. Итак, давайте попробуем.

Резистор — очень простое устройство. Падение напряжения на нем является очень простой функцией тока через него. Это просто ваш основной закон Ома. Можно «визуализировать» этот резистор на диаграмме, подобной приведенной выше, нарисовав линию, которая представляет ток в резисторе для различных напряжений на стабилитроне (которое вычитается из напряжения питания). Таким образом, если напряжение стабилитрона равно \$9\:\text{V}\$, то очевидно, что на резисторе нет остаточного падения напряжения, поэтому ток в резисторе равен \$0\:\text{мА}\$. И если напряжение стабилитрона равно \$0\:\text{V}\$ (по какой-то причине), то, очевидно, все напряжение питания поступает на резистор, поэтому ток в резисторе равен \$\frac{9\: \text{V}}{33\:\Omega}\ок. 273\:\text{мА}\$. И между этими двумя точками линия очень линейна. Резисторы такие. Итак, давайте нарисуем линию нагрузки \$R_1\$ зеленым цветом ниже:

Там, где линия пересекает нашу кривую Зенера \$6.8\:\text{V}\$, два устройства решают правильно. Похоже на \$63\:\text{мА}\$. Таким образом, мы можем вычислить, что \$V_\text{Z}=9\:\text{V}-33\:\Omega\cdot 63\:\text{мА}= 6,921\:\text{V} \$. Что вероятно.

Видите, насколько проще стало с добавлением грузовой линии?? Нам не нужно сидеть с листком бумаги, перекатывая числа туда-сюда.

Итак… что произойдет, если заряд батареи равен \$8\:\text{V}\$? Или \$9.4\:\текст{V}\$? Что ж, мы можем разработать и новые грузовые линии. Тогда диаграмма будет выглядеть так:

Сейчас. Обратите внимание, насколько мал разброс по напряжению (он почти невидим) для довольно большого диапазона изменения тока?? (Стрелки указывают путь!)

Таким образом, это означает, что стабилитрон будет довольно хорошо удерживать напряжение, близкое к номинальному. Даже когда напряжение питания сильно меняется.

Надеюсь, здесь вы найдете несколько полезных идей. Нагрузочная линия — хорошая идея. А другой просто сообразил, что стабилитрон быстро «заливается» при превышении напряжения его номинального значения. И это драматическое поведение флуда позволяет очень жестко контролировать напряжение, даже когда существуют огромные различия в токе, протекающем через стабилитрон.

Есть и другие проблемы. Температура – ​​один из них. Если ток слишком большой, стабилитрон будет нагреваться из-за избыточного рассеивания, что также повлияет на результирующее напряжение стабилитрона. Рейтинг основан на идее рассеяния около \$\frac{1}{4}\:\text{W}\$ и ожидания стабилизации при номинальной температуре окружающей среды. Как вы можете видеть, может быть довольно большая разница в токе, а это означает и большую разницу в рассеянии. Таким образом, хотя это уже кажется довольно хорошим, за кулисами также скрывается цена — повышение температуры из-за разного рассеяния при разных источниках приложенного напряжения.