Стабилизатор на стабилитроне: Стабилитроны в стабилизаторах напряжения — РАДИОСХЕМЫ

Содержание

Стабилитроны в стабилизаторах напряжения — РАДИОСХЕМЫ

Позвольте уважаемые предложить ещё немного полезной теории, так как практических конструкций на сайте Радиосхемы более чем достаточно. Рассмотрим стабилитроны в стабилизаторах напряжения. При смещении в прямом направлении стабилитрон ведет себя как обычный кремниевый диод с PN переходом, позволяя току течь от анода к катоду. Но в отличие от обычного диода, который блокирует ток при обратном смещении, при достижении определенного порога обратного напряжения стабилитрон начинает проводить ток в противоположном направлении. Пороговое напряжение для этого явления и называется напряжением стабилитрона. Давайте проанализируем несколько аспектов моделирования этих типов схем, которые используются в качестве стабилизаторов напряжения.

Когда напряжение приложенное к стабилитрону превышает пороговое значение, характерное для данного элемента, возникает в области обеднения полупроводников процесс, известный как лавинный пробой. В результате через него протекает большой ток, который ограничивает дальнейшее повышение напряжения. Во время этого процесса создаются электрические заряды в результате столкновения свободных электронов с атомами полупроводника, что, в свою очередь, приводит к выделению тепла и возможности необратимого повреждения устройства.

Но если диод изготовлен с очень тонкой и сильно легированной обедненной областью, можно генерировать обратный ток, создавая достаточно сильное электрическое поле в переходе. Этот процесс полностью обратимый и не повредит его. Точка на горизонтальной оси, от которой начинается стабилизация напряжения на стабилитроне, соответствует так называемому напряжению стабилитрона (VZ), значение которого может быть от единиц до нескольких сотен вольт. Наклон кривой проводимости и минимальное значение обратного тока, с которого запускается процесс, можно точно контролировать во время производственного процесса с допуском менее 1%, изменяя параметры легирования и изготовления.

Стабилизатор напряжения на стабилитроне

Стабилитрон обеспечивает гораздо более высокий уровень стабильности питания, чем может быть достигнут, например, с помощью одной только схемы выпрямителя и фильтрующего конденсатора. В частности, за счет соответствующего легирования полупроводников можно получить практически вертикальный наклон кривой, получая стабилизированное напряжение с незначительной и постоянной пульсацией, которая не изменяется при изменении входного напряжения.

Далее показана схема простейшего стабилизатора напряжения, основанного на стабилитроне. Использовался стабилитрон с VZ = 12 В, а значение последовательного резистора R можно определить по формуле, как показано на рисунке, где Vi — входное напряжение, Vo — стабилизированное выходное напряжение (в данном случае 12 В), а IL — ток, потребляемый нагрузкой.

Без нагрузки (IL = 0) весь ток из схемы будет проходить через стабилитрон, который, в свою очередь, рассеивает его до максимальной своей мощности. Следовательно необходимо тщательно выбирать значение последовательного сопротивления, чтобы не превышать максимальную мощность, которую стабилитрон может рассеять когда к нему не подключена нагрузка. Эта схема способна генерировать ток не более десятков миллиампер, она часто используется для смещения базы транзистора или в качестве входа в операционный усилитель, тем самым получая более высокий выходной ток от стабилизатора.

На схеме показан стабилизатор на шунтирующем транзисторе, способный увеличивать мощность, подаваемую на нагрузку. Выходное напряжение VO определяется формулой: VO = VZ + VBE.

Стандартные напряжения стабилитронов

В продаже представлены стабилитроны с характеристическим напряжением от чуть более 1 В до нескольких сотен вольт. Для каждого значения напряжения обычно доступно одно или несколько значений мощности в диапазоне от чуть менее 0,5 Вт до более 5 Вт. Среди наиболее распространенных семейств стабилитронов — серия маломощных BZX55 с напряжением VZ от 2,4 В до 75 В и максимальной рассеиваемой мощностью до 500 мВт. Семейство силовых стабилитронов BZX85 также широко используется с напряжением VZ от 2,7 до 100 В и максимальной рассеиваемой мощностью до 1300 мВт. Про отечественные Д814 и Д815 говорить смысла нет, так как они уже сошли с радиолюбительской сцены.

Регулятор напряжения со стабилитроном

А это показан простейший пример стабилизатора со стабилитроном. Транзистор подключен как повторитель напряжения, а выходное напряжение примерно на 0,7 В ниже напряжения стабилитрона. Резистор R должен быть выбран таким образом, чтобы стабилитрон всегда был правильно смещен, а базовый ток Q1 был достаточным для перевода его в проводящее состояние. Чтобы ток на стабилитроне не упал до значения, не позволяющего проявиться свойствам стабилитрона, маломощный транзистор 2N2222 можно заменить транзистором Дарлингтона.

Что такое стабилизатор напряжения? Это усилитель постоянного тока с низким выходным сопротивлением, усиливающий опорное напряжение.

Стабилитрон это опорное напряжение, а эмиттерный повторитель является усилителем постоянного тока с коэффициентом усиления меньше 1. Обычно тут применяют транзисторы, но можем добиться большего используя операционный усилитель в качестве усилителя постоянного тока. Так получим намного лучшие параметры стабилизатора.

Это схема — повторитель — с очень точным коэффициентом усиления 1. Вход неинвертирующий не потребляет ток, поэтому он не влияет на значение тока стабилитрона.

Можно конечно при необходимости сделать усилитель с коэффициентом усиления больше 1. Далее показана схема с коэффициентом усиления 3. Коэффициент
усиления определяется по формуле:

ku = R1 + R2 / R2

Тут Ku = 3. Таким образом, выходное напряжение равно + Uz x 3. Изменяя номиналы резисторов, можем изменить коэффициент усиления и можем установить желаемое выходное напряжение. Номиналы резисторов не являются критичными, они могут быть в диапазоне от 1k до 100k, потому что инвертирующий вход тоже не потребляет ток.

Стабилизатор на стабилитроне схема

В промышленной сети напряжение не постоянно в течение суток: в зависимости от потребления энергии промышленными предприятиями, электрическим транспортом и расхода в наших квартирах напряжение в сети то возрастает, то убывает. Следовательно, при питании аппаратуры от этой сети будет изменяться напряжение и на обмотках трансформатора, а значит, и на выходах выпрямителя и фильтра. При изменении питающего напряжения нарушается режим работы электронных приборов транзисторов, электронных ламп , что приводит к ухудшению параметров всего устройства. Например, в радиоприемнике при изменении режима работы транзисторов могут возникнуть сильные искажения звука, хрипы, гудение.


Поиск данных по Вашему запросу:

Стабилизатор на стабилитроне схема

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ЗАПРЕЩЕННАЯ СХЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ

Стабилизатор напряжения


Для работы электронной аппаратуры необходимо напряжение, обладающие точно заданными характеристиками. Но в промышленной сети напряжение постоянно меняется.

Его уровень зависит от подключенных в систему предприятий, зданий и оборудования. Функционирование любого прибора напрямую зависит от напряжения, колебания данного параметра влияют на качество работы, например, при перепадах приемник может начать хрипеть или гудеть.

Для того чтобы решить данную проблему, используют стабилизаторы на транзисторе. Одна часть этого оборудования отвечает за сравнение с эталонным значением, а другая — управляет параметрами. Если входящий параметр оказывается больше требуемого показателя, то система снижает его. Если же значение меньше, то характеристики повышаются. По этой же схеме регулируется вода в кране: когда поток меньше, чем надо, вентиль закручивается и наоборот.

Принцип стабилизации применяется на самом разном оборудовании, начиная от утюгов и заканчивая космической отраслью. Разница заключается только в технологии контроля и управления показателями.

Стабилитроном называют диод, который при определенных значениях напряжения стабилизации обратно приложенного начинает пропускать ток в обратном направлении. Если напряжение растет, при уменьшении внутреннего сопротивления стабилитрон продолжает удерживать напряжение в заданном значении.

Принцип работы можно увидеть на схеме стабилизатора напряжения. Если обратное напряжение растет, то стабилитрон оказывает сопротивление, а, значит, ток на выходе минимален. При достижении заданного параметра ток начинает расти. Затем, доходя до точки 1 на вольтамперной характеристике, напряжение перестает расти, несмотря на повышение показателей тока.

На p-n переходе напряжение увеличивается только на резисторе, стабилитрон работает в заданном режиме. Конечно, любой стабилитрон может удерживать напряжение только в заданном значении, и после повышения показателей до точки 2 элемент может начать греться и выйти из строя.

Расстояние между точками 1 и 2 называется рабочим участком. Такой простой метод стабилизации подходит только для сетей, в которых применяют малые токи. Для того чтобы повысить нагрузочную способность, применяется эмиттерный повторитель в виде биполярного транзистора. Данный элемент повторяет приложенное напряжение. За счет этого нагрузка может быть на порядок больше. Можно использовать схему из нескольких транзисторов, тогда нагрузка еще сильнее увеличится. При создании таких схем важно учесть, что из-за падения на участке p-n перехода выходное напряжение уменьшится.

Поэтому необходимо выбирать стабилитрон с учетом потерь на переходах на транзисторах. На рисунке в схеме с двумя транзисторами также можно увидеть еще один резистор. Его используют для ликвидации реактивной составляющей второго транзистора. Основными показателями стабилизатора являются максимальное выходное напряжение Uвых, минимальное выходное напряжение Uвых1 и максимальный ток Imax. Допустим, что эти величины составляют 14 Вольт, 1,5 Вольта и 1 Ампер, соответственно. Вычисляем входное напряжение по формуле:.

Обратите внимание! Паспортные параметры транзистора должны обеспечивать функционирование в полуоткрытом режиме и выдерживать разницу напряжений, возникающую между выходным напряжением и выходными данными. Далее следует рассчитать максимальную мощность Pmax, которую будет рассеивать транзистор:. Как видно, большее значение получается при расчете для минимального входного напряжения, и эта величина будет правильной, для того чтобы подобрать транзистор по справочнику.

У нас это будет КТ Значение напряжение должно быть больше входного значения, а ток — больше заданного максимального значения. Иначе элемент будет работать на пределе возможностей и быстро выйдет из строя. Зная эти показатели, можно определить характеристики стабилизатора напряжения на транзисторе. Стабилизированное напряжение равно 14 вольтам, а ток по формуле — 0. По этим показателям подходит ДД, но в этом случае ток базы будет составлять 0, А, то есть надо понизить выходные значение. Для этого используется второй транзистор КТ Параметры дополнительного резистора рассчитывают редко, при выборе этой детали нужно учесть только одно, что его значение тока должно быть меньше максимально нагрузочного.

У нас используется резистор с сопротивлением в 1 Ом. Рассмотренные выше схемы представляют собой параметрические стабилизаторы, то есть устройства, работающие на стабилитроне. Более точными считаются компенсационные схемы, где присутствует обратная связь, и уже стабилизирующую составляющую сравнивают с эталонными значениями. Основным преимуществом таких устройств является точное выходное напряжение, на которое практически не оказывает влияния ток нагрузки, тогда, как у параметрических систем именно нагрузка влияет на всю работу транзисторного стабилизатора.

Схема стабилизатора компенсационного типа может быть последовательной и параллельной. В первом варианте регулирующими элементами обычно являются транзисторы. Транзистор VT1 выполняет роль регулирующего элемента, а VT2 стабилизирует, то есть сравнивает и при необходимости усиливает показатели.

Источником опорного напряжения является стабилитрон VD1. Далее по схеме коллекторный ток идет на резистор R1, что вызывает падание напряжения. Это напряжение обратно по полярности для эмиттерной части VT1, поэтому коллекторные и эмиттерные токи данного транзистора падают, а номинальное напряжение на нагрузке восстанавливается. Для плавной регулировки на выходной цепи стабилизатора используется делитель напряжения, состоящий из R3, R4, R5.

Ступенчатое регулирование происходит с помощью опорного напряжения стабилитрона. В компенсационном стабилизаторе напряжения параллельного типа при возникновении отклонения значения от номинального появляется сигнал рассогласования, который составляет разницу между опорным и выходным напряжением.

Далее этот сигнал усиливается на регулирующей части, которая стоит параллельно нагрузке. За счет этого ток на регулирующем элементе изменяется, напряжение на резисторе R1 падает, а на выходе сохраняются постоянные показатели:. КПД стабилизаторов параллельного типа небольшое, поэтому подобные схемы используются довольно редко. Кроме компенсационных и параметрических стабилизаторов, существуют импульсные схемы, в которых коэффициент полезного действия самый большой, даже если диапазон входных напряжений достаточно большой.

Работа этих устройств основана на том, что регулирующий элемент отключается и выключается в импульсном режиме. Общая схема стабилизатора состоит из ключа, накопителя энергии и цепи управления. Накопитель и ключ вместе представляют силовую часть, вместе с цепью они составляют контур регулирования. Импульсный стабилизатор напряжения можно собрать на основе 3 транзисторов.

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


Работа стабилизатора на стабилитроне — основные параметры

В наиболее простом виде параметрический стабилизатор это регулирующий компонент стабилитрон , подсоединяемый параллельно нагрузке. Надеюсь вы помните принцип работы стабилитрона , ведь, в отличие от диода, он включается в электрическую цепь в обратном направлении, т. В основе принципа действия такого стабилизатора лежит свойство стабилитрона поддерживать на своих выводах постоянное напряжение при существенных изменениях силы протекающего в схеме тока. Балластное сопротивление R, включенное последовательно с стабилитроном и нагрузкой, ограничивает протикающий ток через стабилитрон, если отключить нагрузку. Для питания устройств, с напряжением 5 В, в этой схеме стабилизаторе можно применить стабилитрон типа КС Номинал сопротивления резистора R берется таким, чтобы при максимальном уровне входного напряжения и отсоединенной нагрузке ток через стабилитрон не был более 55 мА.

С помощью стабилитрона можно реализовать простую схему стабилизатора напряжения. Эта схема весьма полезна там, где требуется источник.

Параметрический стабилизатор на транзисторе и стабилитроне

Дата последнего обновления файла В них используются нелинейные свойства характеристик вольтамперных, ампервольтовых, ом-градусных, вебер-амперных, вольт-секундных и др. В качестве примера таких приборов можно назвать такие электронные элементы, как стабилитроны, терморезисторы, дроссели насыщения и т. Параметрические стабилизаторы могут стабилизировать постоянное или переменное напряжение, однако и в том и в другом случае они обладают достаточно плохими параметрами. В старой аппаратуре они применялись из-за простой, и, следовательно, дешевой схемы. В настоящее время практически вытеснены интегральными компенсационными стабилизаторами или источниками бесперебойного питания. Тем не менее, для того, чтобы понять, как работают компенсационные и импульсные стабилизаторы напряжения необходимо знать принципы работы параметрического стабилизатора.

Параметрический стабилизатор на транзисторе и стабилитроне

Канал ЭлектроХобби на YouTube. Для стабильной работы различных систем будь то электрические или прочие естественно нужны стабильные ее элементы, части. Электрическое напряжение является основополагающей характеристикой, которая нуждается в своей мере. Любая электрическая схема требует для своей нормальной работы определенную величину электрического напряжения, от которого также зависят сила тока, сопротивление, мощность. Следовательно в электротехнике существуют специальные компоненты и схемы, задача которых стабилизировать напряжение.

Voltage regulator — электромеханическое [1] или электрическое электронное устройство, имеющее вход и выход по напряжению , предназначенное для поддержания выходного напряжения в узких пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки. Источник стабилизированного питания англ.

Схемы простых стабилизаторов напряжения

О стабилизаторах напряжения непрерывного действия написано, кажется, все. Тем не менее разработка надежного и не слишком сложного не более трех-четырех транзисторов стабилизатора, особенно с повышенным током нагрузки, — достаточно серьезная задача, потому что на одно из первых мест выдвигается требование надежной защиты регулирующих транзисторов от перегрузки. При этом желательно, чтобы после устранения причины перегрузки нормальная работа стабилизатора восстановилась автоматически. Стремление выполнить эти требования зачастую приводит к значительному усложнению схемы стабилизатора и заметному уменьшению его КПД. Автор предлагаемой статьи пытается найти оптимальное, по его мнению, решение.

Улучшение характеристик параметрического стабилизатора

Для работы электронной аппаратуры необходимо напряжение, обладающие точно заданными характеристиками. Но в промышленной сети напряжение постоянно меняется. Его уровень зависит от подключенных в систему предприятий, зданий и оборудования. Функционирование любого прибора напрямую зависит от напряжения, колебания данного параметра влияют на качество работы, например, при перепадах приемник может начать хрипеть или гудеть. Для того чтобы решить данную проблему, используют стабилизаторы на транзисторе. Одна часть этого оборудования отвечает за сравнение с эталонным значением, а другая — управляет параметрами.

Стабилизатор. Схема стабилизатора показана на рисунке. 1 — сам стабилизатор на стабилитроне D с балластным резистором Rб 2 — эмиттерный.

Параметрические стабилизаторы

Стабилизатор на стабилитроне схема

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.

Стабилизаторы напряжения: схемы, параметры, диаграммы

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Электроника шаг за шагом — Стабилизаторы напряжения (Выпуск 11)

В предлагаемой статье описываются принципы работы параллельного стабилизатора, и рассматривается возможность его применения для стабилизации питания мощных высококачественных усилителей НЧ. Приведена также схема полного источника питания с параллельным стабилизатором. Среди радиолюбителей, а также в промышленных аудиоустройствах высокого качества широко используются параллельные стабилизаторы. В этих устройствах стабилизирующий элемент подключается параллельно нагрузке, что хорошо отражается на таком параметре стабилизатора, как его быстродействие. Фактически быстродействие стабилизатора определяется быстродействием стабилизирующего элемента.

Стабилизаторы напряжения.

Энциклопедия по машиностроению XXL

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 этой статье пойдёт речь о стабилизаторах постоянного напряжения на полупроводниковых приборах. Рассмотрены наиболее простые схемы стабилизаторов напряжения, принципы их работы и правила расчёта. Изложенный в статье материал полезен для конструирования источников вторичного стабилизированного питания.


Стабилитрон. Простейшие стабилизаторы на нем: grodenski — LiveJournal

Стабилитрон (диод Зенера) — полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. До его наступления, сопротивление стабилитрона высоко и через него протекают небольшие токи утечки. Когда  наступает пробой —  дифференциальное сопротивление падает и ток резко возрастает. Напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов.

так выглядят некоторые стабилитроны

Основное их назначение — стабилизация напряжения. Его значение указывается на корпусе или в справочных материалах. Они изготавливаются на напряжения от 1,8  до 400 В. Если последовательно соединить два стабилитрона — напряжения их стабилизации суммируются (1.8+6.2=8В).

параметры некоторых стабилитронов

Простейший стабилизатор напряжения состоит из стабилитрона и резистора. Его основной недостаток — маленький ток на выходе. Он зависит от используемого стабилитрона (указывается в справочных материалах).

схема простейшего стабилизатора на стабилитроне спаян простейший стабилизатор

Расчет сопротивления резистора можно выполнить в Android приложении «Электрические расчеты» или по формулам:

  • Вычисление напряжения, падающего на балластном резисторе: Ur=Uвx-Uвыx  (12-6.2=5.8 В)
  • Определение сопротивления резистора: R=Ur/Iст (берется из справочных материалов) ( 5.8/0.01=580 Ом)
  • Вычисление минимальной мощности резистора: Рr=Ur*Iст (5.8*0.01=0.58 Вт). Нужно учитывать, что кроме тока стабилитрона через резистор протекает еще и ток нагрузки —  мощность резистора выбирают в два раза больше.

Почему-то результаты разнятся.

расчет в приложении

Чтобы изготовить стабилизатор на больший ток, в схему добавляют транзистор. В таком случае максимальный ток схемы будет зависеть от используемого транзистора и его охлаждения. Но точного напряжения не получится. Оно будет ниже за счет падения на P-N переходе.

схема стабилизатора спаян стабилизатор со стабилитроном и транзистором

Помимо стабилазатора, можно спаять из транзистора и стабилитрона схему, отключающую нагрузку когда напряжение на входе будет меньше, чем указана на стабилитроне.

отключалка нагрузки спаяна отключалка нагрузки

Спасибо за внимание!

принцип работы, схемы и т.д.

Стабилизатор напряжения — прибор, который обеспечивает стабильный уровень напряжения, автоматически компенсируя изменения напряжения источника и сопротивления нагрузки. Существует два основных типа стабилизаторов напряжения: параллельные стабилизаторы и последовательные стабилизаторы.

Стабилизация — термин, применяемый для выражения того, насколько хорошо источник электропитания поддерживает постоянное напряжение, подаваемое к нагрузке, независимо от изменений напряжения на входе источника и сопротивления нагрузки. Многие типы электронного оборудования для нормальной работы требуют стабильного уровня напряжения.

Стабилизатор напряжения
Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Параллельный стабилизатор напряжения

Стабилизатор, установленный параллельно нагрузке. Параллельный стабилизатор состоит из стабилитрона (VR1), ограничивающего ток сопротивления (R1) и сопротивления нагрузки (RL). Сопротивление нагрузки установлено параллельно стабилитрону.

Схема параллельного стабилизатора, соединённого с мостовым выпрямителем

Стабилитрон предназначен для работы с конкретным напряжением, известным как напряжение туннельного пробоя p-n-перехода. Поскольку стабилитрон — активный элемент, он может менять своё внутреннее сопротивление. Изменения в прохождении тока через стабилитрон не изменяют падение напряжения в нём. Ограничивающее ток сопротивление, установленное в последовательности со стабилитроном, ограничивает величину тока, которое протекает через стабилитрон, и предохраняет его от повреждений. Падение напряжения в стабилитроне фиксируется посредством самой конструкции стабилитрона и остаётся относительно постоянным. Часть напряжения от источника, которая не снижается стабилитроном, снижается ограничивающим сопротивлением. Поскольку стабилитрон установлен параллельно сопротивлению нагрузки, напряжение через RL будет равно падению напряжения на стабилитроне.

Последовательный стабилизатор

Это стабилизатор, установленный последовательно по отношению к нагрузке. Последовательный стабилизатор состоит из стабилитрона (VR1), ограничивающего ток сопротивления (R1), и сопротивления нагрузки (RL).

Стабилитрон и ограничивающее ток сопротивление соединены последовательно, чтобы образовался делитель напряжения. База транзистора подсоединена к делителю напряжения. Контур транзистора «эмиттер-коллектор» соединён последовательно с сопротивлением нагрузки.

Схема последовательного стабилизатора, соединённого с мостовым выпрямителем

Поскольку транзистор в последовательном стабилизаторе напряжение, воздействующее на базу транзистора, равно падению напряжения в стабилитроне. Этот потенциал положителен относительно эмиттера транзистора. Так как стабилитрон поддерживает падение напряжения на постоянном уровне, потенциал, воздействующий на базу транзистора, будет оставаться постоянным.

Последовательный стабилизатор поддерживает постоянный уровень напряжения, подаваемого на нагрузку, изменяя величину падения напряжения в транзисторе. Возрастание тока через нагрузку может быть вызвано либо повышением напряжения источника питания, либо снижением сопротивления нагрузки. Когда ток возрастает, возрастает также и падение напряжения на нагрузке. В результате, напряжение, приложенное к эмиттеру транзистора, возрастает, делая его более положительным. Это означает, что разность электрических потенциалов между эмиттером и базой становится меньше, поэтому возрастает внутреннее сопротивление транзистора.

Стабилизаторы напряжения стабилитронов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Ионный прибор представляет собой лампу, в баллон которой после откачки воздуха введен инертный газ или пары ртути. Ионные приборы бывают с накаленным и холодным катодом. К приборам с накаленным катодом относятся тиратроны и газотроны, а к приборам с холодным катодом — стабилизаторы напряжения (стабилитроны) и тиратроны тлеющего разряда (тиратроны с холодным катодом), а также ртутные выпрямители (в том числе игнитроны). Газотроны, ртутные выпрямители и игнитроны предназначены для создания выпрямителей средней и большой мощности (до сотен кет).  [c.701]
Стабилизаторы напряжения (стабилитроны) с тлеющим разрядом  [c.702]

Стабилизатор напряжения газовый (ионный) — см. Стабилитрон ионный.  [c.153]

Стабилитрон — прибор, включаемый в параметрических стабилизаторах напряжения параллельно нагрузке и поддерживающий на последней напряжение постоянным за счет постоянства напряжения на приборе при изменении тока в пределах его рабочего диапазона стабилитрон подсоединяют к источнику тока через добавочное сопротивление, роль которого в отдельных случаях может играть внутреннее сопротивление источника, если оно достаточно велико при изменении  [c.153]

Стабилизатор напряжения газовый (ионный) — см. Стабилитрон ионный Стабилитрон 153 Стабилитрон ионный 133  [c.764]

Стабилизацию выпрямителей по переменному напряжению осуществляют с помощью феррорезонанс-ных стабилизаторов, а по выпрямленному напряжению — стабилитронов (фиг. 8, б). В последнем случае постоянство стабилизированного напряжения зависит от правильности подбора балластного сопротивления  [c.164]

Схема импульсного регулирования питается от блока стабилитронов СтЗ—Стб, выполняющих функцию стабилизатора напряжения. Регулятор типа БРН-4 рассчитан для стабилизации иапряжения 110 1 в. Испытание его на тепловозах свидетельствует о хорошей температурной стабильности и высокой точности регулирования.  [c.89]

При включении тумблера SA2 напряжение -J-12 В подается на стабилитрон VD3, являющийся параметрическим стабилизатором напряжения и обеспечивающий питание схемы пульта стабилизированным напряжением 8 В.  [c.15]

Схема этого стабилизатора напряжения содержит исполнительный (регулирующий) элемент — транзистор УТ2, включенный последовательно с сопротивлением нагрузки. Кремниевый стабилитрон У09 задает значение опорного напряжения. Транзистор УТ1 является одновременно чувствительным и усилительным элементом. Транзисторный усилитель постоянного тока УТ1 стабилизатора усиливает разность напряжений в цепи его базы,, образованную опорным напряжением и падением напряжения на сопротивлении ЯЗ потенциометра, состоящего из резисторов ЯЗ—Я5. Для повышения устойчивости работы стабилизатора на его выходе поставлен конденсатор С5.  [c.26]

Электрическая схема прибора (рис. 57) состоит из ждущего мультивибратора на транзисторах Г1, Тг, стабилизатора напряжения на стабилитроне Дз и микроамперметра ИП  [c.94]

Упрощенная схема измерения напряжения показана на рис. 72. Наличие источника опорного напряжения Уоп позволяет получить растянутую шкалу вольтметра. В качестве источника опорного напряжения используется стабилизатор на стабилитроне Дз и резисторе / ,4. Питание стабилизатора осуществляется от выпрямителя на диоде Д и конденсаторе , выпрямляющего переменное напряжение преобразователя на транзисторах Гз и T . Преобразователь собран по обычной двухтактной схеме с общим эмиттером.  [c.116]


Электронные и транзисторные стабилизаторы, использующие стабилитроны в качестве источника опорного напряжения  [c.744]

Кроме того, в электронном блоке имеется стабилизатор напряжения на стабилитронах Дхе, Дп и резисторе Ria. С выхода стабилизатора подается питание на лампу накаливания JIi фотодиодного датчика.  [c.36]

Электрическая принципиальная схема прибора (рис. 42) состоит из ждущего мультивибратора на транзисторах У2, УЗ, стабилизатора напряжения на стабилитроне У4 и микроамперметра РА1.  [c.88]

Стабилизатор напряжения питания выполнен на транзисторе 1-УТЗ, диоде -У01 и стабилитроне 1-У02.  [c.47]

Мостовая измерительная схема состоит из резисторов КИу Ш4 и источника опорного напряжения Д5. Первый каскад усилителя рассогласования собран по балансной схеме (транзисторы Тб у Т7) и питается от стабилизатора тока ( стабилитрон ДЗ, Д4, транзистор Г/, резисторы Н4 К5), Схема составного тра из не-тора состоит из транзисторов разной проводимости, что позволило сократить количество элементов в схеме и повысить коэффициент стабилизации стабилизатора.  [c.73]

Стабилизатор напряжения питания модулятора собран по схеме параметрического транзисторного стабилизатора и состоит нз стабилитронов Д/…Д5, резистора Ply транзистора TL Конденсатор С2 обеспечивает стабильность работы модулятора при переходных процессах и улучшает динамику стабилизатора.  [c.115]

Стабилитрон (стабилизатор напряжения)  [c.1181]

Регулятор напряжения представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования. Входным сигналом для регулятора является напряжение на выходе силового выпрямительного моста 1В—4В (см. рис. 24). Если оно мало, то стабилитрон СК1 заперт, а транзистор Т1 соответственно открыт под действием отрицательного смещения, создаваемого в цепи его базы делителем напряжения R5—R16, R17. Питание транзистора при этом обеспечивается от стабилизатора напряжения R3, СК2, СКЗ, СК4. Выходной сигнал с транзистора Т1 поступает через резисторы R1, R2 и диоды 19В, 20В на управляющие электроды управляемых вентилей 9В, IOB, которые в сочетании с неуправляемыми вентилями 6В—8В и обмоткой питающего трансформатора составляют усилитель постоянного тока.  [c.219]

Кремниевый стабилизатор напряжения обладает также фильтрующими свойствами. Так как статическое сопротивление стабилитрона Гст намного больше его дифференциального сопротивления Гд, то схема со стабилитроном (рис. 7.1, а) эквивалентна активно-емкостному фильтру, состоящему из и Сэкв.  [c.252]

Если нужное произведение Ки /н.ном больше, чем может обеспечить выбранный по величине выходного напряжения стабилитрон, то применяют двухкаскадный стабилизатор (рис. 7.4, б). Такие стабилизаторы применяют как опорные в транзисторных стабилизаторах низких напряжений, а также как источники эталонного напряжения. В последних применяют и трехкаскадные стабилизаторы.  [c.256]

К Э. п. относятся также стабилизаторы тока (бареттеры), газоразрядные стабилизаторы напряжения (стабилитроны) и механотроны—приборы, преобразующие меха-нич. параметры (изменение расстояния между электродами, давление, ускорение, амплитуду и частоту вибраций) в электрич. сигналы.  [c.518]

Нестабилизированный преобразователь для малоко-синусиых нагрузок (рис, 33) выполнен в виде двухтактного магнитно-транзнсторного автогенератора с коммутирующим трансформатором. Первичная обмотка коммутирующего трансформатора Тр2 шунтирована схемой стабилизации длительности пол у периода, которая одновременно позволяет улучшить фронт импульсов напряжения на обмотках коммутирующего трансформатора. Эта схема выполнена как схема выпрямления (диоды ДЗ-2 и Д8 3), выход которой шунтирован конденсатором С1 ц стабилизатором напряжения (стабилитроны Д4 и транзистор ТЗ резистор Н6 для создания тока Стабилитрона Д2 и резистор К7 для обеспечения запирания транзистора ТЗ).  [c.133]


Данная схема обеспечивает минимальный уровень ложного сигнала, возникающего при изменении напряжения источников питания, по сравнению с другими схемами усилителей постоянного тока. Второй каскад собран на пентоде 6ЖЗП (Л з). Для улучшения стабильности выходного напряжения аноды лампы 6Н2П Jli) усилителя стабилизатора питаются стабилизированными напряжениями -f375e (с анода стабилитрона типа СГ-2С (Лб) и +300 в с выхода стабилизатора напряжения на +300 в, 60 ма). Питание накалов ламп и Л4 также стабилизировано.  [c.173]

Электрическая схема элемента состоит из следующих узлов а) времязадающей цепочки, выполненной на конденсаторе С2 и резисторе R7 б) порогового элемента, выполненного на транзисторах V5 и F6, резисторах R8 и R9, в) усилительного каскада, выполненного на транзисторе V4 г) выходного транзистора F3, в коллекторную цепь которого включается обмотка электромагнитного реле Р д) параметрического стабилизатора напряжения, выполненного на стабилитроне У9 и балластных резисторах R3, R4-, е) цепочки RI—С1 для защиты элементов схемы от кратковременных перенапрялсений ж) разделительных диодов У1, У7, У8.  [c.35]

Схема содержит источник стабилизированного питания на резисторе R30 и стабилитроне VD4, стабилизатор напряжения R18—VD3 компараторов А1.3 и А1.4, диод VD6 защиты от пере-полюсовки источника питания и конденсаторы С1, С , IO в цепи питания для защиты схемы и датчика от паразитных импульсов, возникающих в бортовой сети.  [c.111]

В цепь питания 12 В после VDI включен стабилитрон VD2, являющийся основным элементом параметрического стабилизатора напряжения, обеспечивающего питанием командогенераторы UZ1 — UZ4 стабилизированным напряжением 8 В [1].  [c.10]

Схема приставки приведена на рис. 50. Клеммы приставки — -Е и Пр соединяют с одноименными клеммами электронного блока. Роль контактов прерывателя выполняет транзистор Туправляемый релейным усилителем постоянного тока на транзисторах Тг и Гз. На входе приставки установлен полевой МОП-транзистор (Тг, включенный по схеме истокового повторителя, что обеспечивает высокое входное сопротивление приставки и, следовательно, эффективную работу фотодиода. Резистор Лз служит для ограничения тока, стабилитрон Дг —для защиты затвора полевого транзистора от перенапряжения, резистор Яг предотвращает отпирание транзистора Г) темновым током фотодиода. Стабилитрон Да и резистор Л образуют стабилизатор напряжения, от которого питается лампа накаливания фотодиодного датчика (Лг). Нормальная работа приставки сохраняется при изменении напряжения питания в пределах от 6,5 до 15 В, что позволяет применять приставку с электронным блоком со стабилизированным вторичным напряжением (см. рис. 29).  [c.82]

На рис. 23. 13 приведена амплитудная характеристика стабилитрона Д810. Строгое постоянство обратного пробивного напряжения, называемого напряжением стабилизации, позволяет использовать эти приборы для стабилизации напряжения. Обычно кремниевый стабилитрон используется как эталонный элемент в схемах электронных стабилизаторов напряжения. Кремниевые стабилизаторы широко применяются также для безынерционного ограничения напряжения (см. главу 24).  [c.713]

Упрощенная схема и. мерспия напряжения показана на рис. 46. Наличие источника опорного напряжения /оп позволяет получить растянутую шкалу вольтметра. В качестве источника опорного напряжения используется стабилизатор на стабилитроне Де и резисторе Яи- Питание стабилизатора осуществляется от выпрямителя на  [c.59]

Стабилизатор напряжения для радиоприемной части магнитолы выполнен на транзисторах 4.-VT12 и 4-VT13 и стабилитроне 4-У011. Выходное напряжение стабилизатора регулируется подстроечным резистором 4-R11 (СПЗ-226). Резистор 4-R12 (С1-4) служит для запуска стабилизатора при включении питания. Стабилизатор напряжения питания блока ЛПМ собран на транзисторе 4-УТ8 и стабилитроне  [c.99]

Стабилизатор содержит мостовую схему БЫ прямлеиия (диоды Д/. . Л4), емкостный фильтр (конденсатор С ), стабилизатор напряжения (транзистор Т/, стабилитроны Д5..,Д22 резисторы Я2) и выходной сглаживающий фильтр (конденсатор С2).  [c.78]

Регулирующий элемент — составной транзистор ТЗ, Т4. Дифференциальная схема усилителя рассогласования выполнена на транзисторах Тб, Т7 и резисторе Щ. Источник опорного напряжения — стабилитрон Д1 с напряжением стабилизации 7 2 В. В низковольтных стабилизаторах с выходным напряжением 3 В потенциал базы Тб не должен превышать этой величины. Поэтому опорное напряжение понижается делителем Ю, К2 до напряжения 2,4…2,5 В. С целью компенсации температурного коэффициента напряжения, который в точке А (рис. 18, 6) равен 4,2 мВГС, в схему включен диод Д2, который имеет температурный коэффициент напряжения примерно 2 мВЛС противоположного знака. Полевые транзисторы Т и Т2 ъ схеме выполняют роль стабилизаторов тока. Использование полевых транзисторов для стабилизации тока обусловлено чисто технологическими соображениями схема стабилизатора тока иа полевом транзисторе занимает меньше места иа подложке и проста в изготовлении  [c.97]

Первичный источник — сеть переменного тока 220 В. 400 Гц. Напряжение первичного источника через помех о-подавляющий фильтр (конденсаторы I.,. 3) подается на первичную обмогку трансформатора, соединенных параллельно (вывода 5, 6 7 S 9, I0 I, 2) выпрямляется по мостовой схеме (диоды Д1…Д4), фильтруется П-образ1шм фильтром (конденсаторы С4 С5, дроссель Др ) и подается на вход компенсационного стабилизатора напряжения с непрерывным регулированием (транзисторы Т1..Л 5, резисторы RI..,R6, стабилитрон Д5, конденсаторы Сб, С7), Стабилизированным напряжением 24 В питается преобразователь напряжения мостового типа (транзисторы Тб.,,T9, резисторы R7..,R15, конденсаторы С8,,.СИу трансформаторы Тр2 ТрЗ). Переменное напряжение прямоугольной формы частотой 2 кГц преобразователя подается на первичную обмотку выход-нот высоковольтного трансформатора ТрЗ (выводы /. 2).  [c.179]


В усилителях 34 применяются стабилиза торы как параллельного, так и последовательного типа Схема простейшего стабилизатора (на стабилитроне) приведена на рис 17 5 Такой стабилизатор ослабляет пульсации, а также стабилизирует выходное напряжение при изменении напряжения сети и тока нагрузки. Простейшим последовательным стабилизатором является эмиттерный повторитель (рис 17.6) Образцовое напряжение здесь получено с помощью ста билизатора на стабилитроне У01 Стабилиза торы на стабилитроне обеспечивают нестабильность выходною напряжения около 2 % и коэффициент ослабления пульсаций ие более 20 дБ, они малоэкономичны и исполь зуются в неответственных цепях с малым потреблением тока.  [c.115]

2.04. Использование эмиттерны повторителей в качестве стабилизаторов напряжения

ГЛАВА 2. ТРАНЗИСТОРЫ

НЕКОТОРЫЕ ОСНОВНЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ СХЕМЫ



Простейшим стабилизатором напряжения служит обычный зенеровский диод-стабилитрон (рис. 2.11). Через него должен протекать некоторый ток, поэтому нужно обеспечить выполнение следующего условия:

(Uвх — Uвых)/R > Iвых(макс).

Рис. 2.11. Простой стабилизатор напряжения на основе зенеровского диода.

Так как напряжение Uвх не стабилизировано, то в формулу нужно поставить наименьшее возможное значение Uвх. Это пример того, как следует проектировать схему для жестких условий работы. На практике учитывают также допуски на параметры компонентов, предельные значения напряжения в сети и т. п., стремясь предусмотреть наихудшее возможное сочетание всех значений.

На стабилитроне рассеивается мощность:

Pстаб = [(Uвх — Uвых)/R — Iвых] Uвых.

Для того чтобы предусмотреть работу в жестких условиях, при расчете Pстаб также следует использовать значения Uвх(макс), R(мин.) и Iвых(мин.).


Упражнение 2.3. Разработайте стабилизированный источник напряжения +10 В для токов нагрузки величиной от 0 до 100 мА; входное напряжение изменяется в пределах от 20 до 25 В. В любых условиях (в том числе и в самых жестких) через стабилитрон должен протекать ток 10 мА. На какую предельную мощность должен быть рассчитан стабилитрон?

Стабилизированный источник с зенеровским диодом, как правило, используют в некритичных схемах или в схемах, где потребляемый ток невелик. Ограничения такой схемы проявляются в следующем:

1. Напряжение Uвых нельзя отрегулировать или установить на заданное значение.

2. Стабилитроны имеют конечное динамическое сопротивление, а в связи с этим они не всегда достаточно сильно сглаживают пульсации входного напряжения и влияние изменения нагрузки.

3. При широком диапазоне изменения токов нагрузки приходится выбирать стабилитрон с большой мощностью рассеяния, так как при малом токе нагрузки он должен рассеять на себе значительную мощность, равную максимальной мощности в нагрузке.

Рис. 2.12. Стабилитрон в сочетании с повторителем обеспечивает увеличение выходного тока.

На рис. 2.12 представлена улучшенная схема, в которой зенеровский диод отделен от нагрузки эмиттерным повторителем. В такой схеме дела обстоят лучше. Ток стабилитрона теперь относительно независим от тока нагрузки, так как по цепи базы транзистора протекает небольшой ток и мощность, рассеиваемая на стабилитроне, значительно меньше (уменьшение в h21э раз). Резистор Rк можно добавить в схему для того, чтобы он предохранил транзистор от выхода из строя при кратковременном коротком замыкании выхода за счет ограничения тока, и, хотя эмиттерный повторитель нормально работает и без этого резистора, его присутствие в схеме вполне обоснованно. Резистор Rк следует выбирать так, чтобы при максимальном токе нагрузки падение напряжения на нем было меньше, чем на резисторе R.

Упражнение 2.4. Разработайте источник напряжения +10 В, который имел бы такие же параметры, как источник в упражнении 2.3. Используйте в схеме стабилитрон и эмиттерный повторитель. Рассчитайте, какую мощность рассеивают транзистор и стабилитрон в наихудшем случае. Каково процентное изменение тока стабилитрона при переходе от ненагруженного состояния к нагруженному? Сравните эти результаты с результатами предыдущего упражнения.

В ряде вариантов рассмотренной схемы предусматривают меры для снижения пульсаций тока в стабилитроне (протекающего через резистор R). В частности, может быть использован источник тока для питания стабилитрона. Этот случай мы рассмотрим в разд. 2.06. Другой метод основан на использовании в цепи питания стабилитрона фильтра низких частот (рис. 2.13). Резистор R выбирают так, чтобы обеспечить необходимый ток в стабилитроне. Конденсатор С должен иметь емкость, достаточно большую для того, чтобы выполнялось условие RC » 1/ƒ. (В одном из вариантов этой схемы верхний резистор заменен диодом).

Рис. 2.13. Снижение пульсаций в стабилитроне.

В дальнейшем вы познакомитесь с более совершенными стабилизаторами, в которых выходное напряжение можно легко и плавно настраивать благодаря обратной связи. Вместе с тем они представляют собой гораздо лучшие источники напряжения, выходные импедансы которых измеряются в миллиомах, температурные коэффициенты — в миллионных долях на °С и т.д.


Модель Эберса-Молла для основных транзисторных схем


1.8. Параметрический стабилизатор на стабилитроне

Параметрический стабилизатор напряжения – это устройство, в котором стабилизация выходного напряжения достигается за счет сильной нелинейности вольтамперной характеристики электронных компонентов, использованных для построения стабилизатора, то есть за счет внутренних свойств электронных компонентов.

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.

Параметрические стабилизаторы напряжения бывают однокаскадными, многокаскадными и мостовыми.

Работа стабилизатора основана на том свойстве стабилитрона, что на рабочем участке вольтамперной характеристики (от Iст minдоIст max) напряжение на стабилитроне практически не изменяется.

Простейшая схема параметрического стабилизатора на стабилитроне представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Базовая схема стабилизатора на стабилитроне

При изменении входного напряжения изменяются ток через балластный резистор Rб(ограничительный, гасящий) и ток через стабилитрон, а напряжение на нагрузке практически не меняется (оно остаётся таким же, как и на стабилитроне). То есть, излишки входного напряжения гасятся балластным резистором.

При изменении тока нагрузки напряжение на нагрузке практически не меняется, а изменяется ток через стабилитрон.

2. Самостоятельная подготовка к выполнению лабораторной работы

  1. Изучить физические процессы, происходящие в pn-переходе; основные характеристики и параметры диодов и стабилитронов.

  2. Изучить сущность проводимых в данной лабораторной работе исследований.

  3. Подготовить бланк отчета в соответствии с требованиями к выполнению лабораторных работ.

2.1. Контрольные вопросы

  1. Почему в pn-переходе образуется потенциальный барьер?

  2. Чем обусловлен диффузионный ток?

  3. Чем обусловлен дрейфовый ток?

  4. Объяснить, что происходит при прямом и обратном включении pn-перехода.

  5. Полупроводниковый диод. Представить схемы включения диода в прямом и обратном направлениях.

  6. Вольтамперная характеристика диода. Представить на ВАХ необходимые построения для определения: Uпор; а такжеRстиrдпри прямом и обратном включении.

  7. Объяснить отличия стабилитрона от диода.

  8. ВАХ стабилитрона. Представить на ВАХ необходимые построения для определения Uст номиrд. Объяснить, почему стабилизация напряжения лучше, когдаrдменьше.

  9. Объяснить, по какому параметру, и каким образом можно определить механизм пробоя конкретного стабилитрона.

3. Порядок выполнения лабораторной работы

3.1. Измерение напряжения на диоде

1. Соберите и включите схему, представленную на рисунке 8.

Рисунок 8 – Схема измерения напряжения на диоде

2. Измерьте с помощью мультиметра Ми запишите напряжение на диоде при прямом смещенииUпр.

3. Переверните диод D1 и снова включите схему.

Измерьте и запишите напряжение на диоде при обратном смещении Uобр.

4. Письменно объясните полученные результаты.

Стабилизатор напряжения с использованием стабилитрона

ТЕМА: СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ стабилитрона

ВВЕДЕНИЕ:

Обычно мы используем стабилизаторы напряжения для обеспечения постоянного напряжения от источника постоянного тока на нагрузке. Стабилитрон можно использовать как регулятор напряжения.
Правильно легированный кристаллический диод, который имеет резкое напряжение пробоя, известен как стабилитрон. Он всегда работает в условиях обратного смещения в области пробоя. Пробой Зенера
происходит в очень тонких переходах.Когда обе области P и n сильно легированы, обедненный слой становится очень узким. В очень тонком слое обеднения электрическое поле в слое обеднения достигает 107 Вм-1 при очень небольшом приложенном напряжении. Электрическое поле такой большой величины оказывает сильное воздействие на валентные электроны атомов в обедненном слое. Следовательно, ковалентные связи разрываются и образуется большое количество электронно-дырочных пар. Эти носители затем ускоряются приложенным напряжением.Поэтому обратный ток быстро возрастает. Этот процесс, при котором ковалентные связи в обедненной области непосредственно разрываются сильным электрическим полем, называется пробой Зенера, а обратное напряжение, при котором происходит пробой, называется напряжением Зенера (Vz).

Благодаря тщательной настройке легирования характеристика за пределами напряжения пробоя получается почти вертикальной. Другими словами, в этой области обратное напряжение на диоде остается почти постоянным при большом изменении обратного тока.Так что стабилитрон можно использовать как стабилизатор напряжения. Поэтому интересно найти изменение выходного напряжения при различном входном напряжении в стабилизаторе напряжения.

AIM
Сконструировать стабилизатор напряжения и изучить его характеристики.

МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ
Соединения выполняются, как показано на рисунке.

Рисунок-1
R — токоограничивающий резистор, который удерживает ток через стабилитрон в допустимых пределах, а RL — нагрузка, на которой мы получаем регулируемый выход.Для выполнения этого соединения необходимы внешний источник постоянного тока, реостат, два вольтметра, стабилитрон, резистор и ключ.
Входное (постоянное) напряжение подается на стабилитрон. Так что диод смещен в обратном направлении. Напряжение на RL всегда будет Vz, обеспечено напряжение стабилитрона, входное напряжение не опускается ниже Vz, стабилитрон Напряжение. Проведено измерение выходного напряжения при различных входных напряжениях на стабилитроне.

СОБРАННЫЕ ДАННЫЕ
Ниже приведены выходные напряжения на стабилитроне для различных входных напряжений:
Напряжение стабилитрона = 6 В
Сопротивление резистора = 330 Ом.

Таблица-1

Из приведенного выше наблюдения мы могли понять, что напряжение на RL (нагрузка) всегда будет Vz (здесь ˜6V) напряжение стабилитрона диода при условии, что входное напряжение не опускается ниже Vz, напряжение стабилитрона .Если входное напряжение меньше напряжения стабилитрона, на выходе отображается то же напряжение, что и на входе. Но если входное напряжение больше напряжения стабилитрона, на выходе будет только напряжение стабилитрона. Таким образом, стабилитрон можно использовать в качестве регулятора напряжения для обеспечения постоянного напряжения от источника постоянного тока на нагрузке RL.

? Предположим, что входное напряжение Vi превышает значение Vz. Так как стабилитрон находится в области пробоя. Напряжение на стабилитроне и, следовательно, выходное напряжение на нагрузке остается постоянным как Vz.Избыточное напряжение, Vi-Vz. сбрасывается на токоограничивающий резистор R. если I — ток от источников.
Vi-Vz = IR
Иными словами, по мере увеличения Vi выше Vz увеличивается I = IL + IZ. Стабилитрон будет проводить увеличение тока в I, в то время как ток нагрузки IL остается постоянным. Следовательно, выходное напряжение на RL= I L X RL остается постоянным независимо от изменения входного напряжения Vi.

? Предположим, что сопротивление нагрузки RL изменяется, тогда и выходное напряжение остается постоянным на уровне Vz.

В случае, если нагрузка Rl увеличивается, происходит уменьшение тока источника I при постоянном VI
Можно показать, что ток нагрузки. IL уменьшается, и уменьшение связано с уменьшением полного тока I и увеличением тока стабилитрона Iz. При этом напряжение на нагрузке остается постоянным как VZ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Стабилизаторы напряжения (стабилитроны) могут использоваться в качестве регуляторов напряжения для обеспечения постоянного напряжения от источника постоянного тока на нагрузке RL.
Используя стабилизаторы напряжения, мы можем значительно сэкономить наше электрооборудование. Потому что всякий раз, когда входное напряжение в цепи увеличивается из-за грома, короткого замыкания или каким-либо другим образом, стабилитрон отдает на устройство только свое стабилитронное напряжение в качестве выходного напряжения. В противном случае приборы сгорят из-за высокого напряжения.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

• Стабилитрон должен быть смещен в обратном направлении.
• Слой обеднения должен быть очень тонким.
• Стабилитрон должен быть подключен параллельно нагрузке.
• Используя стабилизаторы напряжения в электроприборах, мы можем в значительной степени уберечь их от ударов грома, короткого замыкания и т. д.;-

ЛИТЕРАТУРА

Основы физики КЛАСС XII BY Была публикация.
Практическая физика, класс XI и XII, Сунил А. Пиллаи — Публикация Anamika.
NCERT Текст класса XII.
Плюс две физики от Ксавьера и Роя.

Регулятор напряжения на стабилитроне — Справочник по электронике

Регулятор напряжения на стабилитроне представляет собой схему, в которой используется стабилитрон для поддержания постоянного выходного напряжения постоянного тока. Идеальный регулятор выдает постоянное напряжение независимо от входных колебаний или изменения тока нагрузки.

Стабилитрон в качестве регулятора напряжения

В стабилизаторе на стабилитроне используется стабилитрон для обеспечения стабильного выходного напряжения . Это просто и дешево, что делает его отличным для многих приложений. Его простота также делает его идеальным для изучения концепции регуляторов напряжения.

Стабилитроны представляют собой особый тип полупроводниковых диодов .Как и в других диодах, их основным компонентом является легированный PN-переход. Все диоды пропускают ток, пока они смещены в прямом направлении. Однако, в отличие от других диодов, стабилитроны также спроектированы так, чтобы пропускать ток при отрицательном смещении.

Стабилитроны идеально подходят для использования в качестве источника опорного напряжения или регулятора, поскольку они имеют напряжение Зенера V Z , когда они смещены в обратном направлении. Напряжение Зенера V Z остается относительно постоянным, даже если ток колеблется.Это показано на вольтамперной кривой стабилитрона.

Фактическое значение V Z зависит от полупроводниковых материалов и конструкции диода. Доступны сотни стабилитронов с различными значениями V Z . Это означает, что при разработке стабилитрона вы можете просто выбрать стабилитрон в зависимости от требуемого выходного напряжения.

Цепь стабилитрона

Стабилитрон строится путем последовательного включения стабилитрона с резистором, при этом стабилитрон имеет конфигурацию с обратным смещением.Это похоже на делитель напряжения, где второй резистор заменен стабилитроном.

Выходное напряжение снимается с стабилитрона, т. е. V out = V Z :

Схема стабилитрона

Этот выход обычно подключается к нагрузке, представленной здесь нагрузочным резистором R L :

В отличие от резистора в делителе напряжения, V Z стабилитрона существенно не изменится при изменении тока, поэтому V out должно оставаться постоянным.

Теория стабилитрона

В стабилизаторах напряжения на стабилитронах используется напряжение стабилитрона, основанное на принципе квантово-механического туннелирования. В общем, можно считать, что напряжение на диоде равно напряжению Зенера V Z . Поскольку напряжение нагрузки приложено к стабилитрону, общее напряжение нагрузки также будет равно VZ.

Оставшееся напряжение необходимо сбросить на резисторе R 1 . Другими словами,

V R1 = V в — V Z = V в — V из — V OUT

Использование закона Ом, мы можем переписать это как:

I T R 1 = V in – V out

Где I T – полный ток в цепи, равный току через стабилитрон плюс ток через нагрузку:

I T = I Z + I L

Обратите внимание, что весь ток должен проходить через резистор R1, но стабилитрон и нагрузка пропускают только часть тока.Поскольку ток нагрузки также зависит от сопротивления нагрузки, мы видим, что сопротивление нагрузки может играть значительную роль в динамике цепи.

Пробой Зенера

Стабилитронные стабилизаторы напряжения работают по принципу Пробой Зенера. Когда PN-переход делается узким, достаточное напряжение может заставить электроны туннелировать через обедненную область на противоположную сторону перехода.

Туннелирование

Туннелирование — это квантово-механическое явление, возникающее из-за корпускулярно-волнового дуализма электрона.В квантовой механике электроны моделируются как волновые функции, а не как простые «частицы». Они разбросаны в пространстве, с вероятностью нахождения в определенной точке. Из-за этой вероятностной природы, , если барьер (например, обедненная область) сделан достаточно маленьким, существует вероятность того, что электрон сможет туннелировать через барьер на другую сторону .

Так происходит пробой Зенера; при достаточной энергии от разности электрических потенциалов на диоде Зенера шансы на туннелирование электрона через барьер резко возрастают.

Номинальная мощность

Максимальная номинальная мощность стабилитрона определяет максимальное количество электроэнергии, которое он может безопасно рассеять.

Поскольку стабилитрон имеет относительно фиксированное напряжение Зенера V Z , номинальная мощность определяет максимальный ток, который может выдержать диод:

 Мощность \,Rating=V_ZI_{max} 

Следовательно, максимальная мощность Проектирование стабилитрона

В стабилизаторе напряжения на стабилитроне есть два компонента: стабилитрон и резистор.

Таким образом, при разработке стабилитрона необходимо сделать два основных выбора. Как правило, диод выбирается первым, потому что его характеристики определяют необходимый резистор.

Следующие шаги помогут в разработке стабилизатора напряжения на стабилитроне:

Выбор стабилитрона

Первым выбором при проектировании является выбор стабилитрона. Диоды поставляются с большим выбором напряжений Зенера. Процесс выбора начинается с выбора диода с стабилитроном (V Z ), который соответствует выходному напряжению, которое вы хотите обеспечить регулятором.

Вы также должны принять во внимание мощность и ток; разные стабилитроны с одним и тем же V Z могут быть предназначены для разных применений. Лист данных диода часто предупреждает вас о предполагаемом использовании этого диода, а также предоставляет технические характеристики.

Для выбора резистора вам потребуются две характеристики:

(1) Ток пробоя диода, также называемый током колена или минимальным током (I min ).

(2) Номинальная мощность диода, т. е. максимальная мощность, при которой его можно безопасно использовать.Номинальную мощность и напряжение Зенера V Z можно использовать для определения максимального тока:

 I_{max}=\frac{P_{max}}{V_Z} 

Выберите резистор

стабилитрон, I min и I max . Мы можем использовать эти параметры, чтобы определить номинал резистора, необходимого для замыкания цепи.

Определение минимального значения сопротивления

Минимальное значение сопротивления (R min ) можно найти, используя максимальный ток и подставив его в закон Ома:

 R_{min} = \frac{V_{in}- V_Z}{I_{max}} 

Обратите внимание, что Vin — это напряжение, подаваемое на регулятор.

Определение максимального значения сопротивления

Максимальное значение сопротивления (R max ) можно найти, используя минимальный ток и подставив его в закон Ома:

 R_{max} = \frac{V_{in}-V_Z }{I_{min}} 
Определение идеального значения сопротивления с подключенной нагрузкой

Теперь, когда мы знаем минимальное и максимальное значения резистора, необходимые для безопасного использования выбранного стабилитрона, мы можем использовать сопротивление нагрузки для найти идеальный резистор.

Мы делаем это, применяя закон тока Кирхгофа (KCL), который гласит, что ток, выходящий из любого соединения, должен быть равен току, входящему в соединение.При этом ток через резистор (I R ) должен быть равен току через стабилитрон плюс ток через нагрузку:

Рассчитываем максимальный и минимальный токи нагрузки, используя как минимальное, так и максимальное значения для резистор R 1 (обратите внимание, что напряжение на нагрузке равно V Z ):

Максимальный ток нагрузки:

 I_{Lmax}=\frac{V_Z}{R_{min}} 

Минимальная нагрузка ток:

 I_{Lmin}=\frac{V_Z}{R_{max}} 

Стабилитрон в источнике питания

Стабилитроны обычно используются в источниках питания после фильтра выпрямителя и стабилизатора напряжения.

Выпрямитель принимает синусоидальный сигнал переменного тока и преобразует его в импульсный сигнал постоянного тока.

Фильтр выпрямителя сглаживает импульсный сигнал постоянного тока, создавая треугольную/пилообразную форму волны с минимальной пульсацией.

Стравливающий резистор рассеивает весь накопленный заряд конденсаторов фильтра, если цепь отключена от источника питания.

Наконец, стабилизатор напряжения на стабилитроне выдает постоянное напряжение, поглощая колебания напряжения и тока.

Линейные и нелинейные регуляторы

Существует две широкие классификации регуляторов напряжения: линейные и нелинейные.

Линейные стабилизаторы используют транзистор в линейной области, тогда как нелинейные стабилизаторы работают в режимах отсечки или насыщения.

Импульсные источники питания используют нелинейные регуляторы и обладают преимуществом большей эффективности и меньшего размера.

Регуляторы с дискретными компонентами

Регуляторы, в которых используются дискретные (т. е. индивидуально упакованные) компоненты, такие как резисторы, диоды, конденсаторы и катушки индуктивности, известны как регуляторы с дискретными компонентами .

Регулятор на стабилитроне является наиболее распространенным линейным регулятором на дискретных компонентах и ​​представляет собой отличное введение в тему регуляторов напряжения.

Стабилитрон в качестве регулятора напряжения, работа, ограничения

Регулятор напряжения на стабилитроне

Стабилитрон можно использовать в качестве регулятора или стабилизатора напряжения постоянного тока для обеспечения постоянного напряжения от источника, напряжение которого изменяется в широком диапазоне. Именно из-за характеристик стабилитрона i.е., если стабилитрон работает в напряжении пробоя, напряжение на нем остается постоянным.

Принципиальная схема

Схема устройства показана на рис. Стабилитрон стабилитрона стабилитрона напряжения смещен. Он подключается параллельно нагрузке (R L ), на которой требуется постоянное напряжение. R S представляет собой последовательное сопротивление для поглощения колебаний выходного напряжения.

Операция

Нерегулируемый D.C. Напряжение (V i ) приложено к стабилитрону в обратном смещении и последовательному сопротивлению (R S ). Сопротивление нагрузки (R L ) подключено параллельно обратно смещенному стабилитрону , и регулируемое напряжение постоянного тока (V o ) получается на нагрузочном резисторе.

Если входное напряжение (V i ) увеличивается, то увеличивается ток через (R S ) и, следовательно, ток (I z ) через стабилитрон.Это увеличивает падение напряжения на (R S ), но напряжение на стабилитроне не меняется. Это связано с тем, что в области пробоя хотя ток через стабилитрон меняется, но падение напряжения на стабилитроне остается неизменным при (V Z ). Таким образом, выходное напряжение на нагрузочном резисторе остается постоянным и составляет V o = V z .

Аналогично, если входное напряжение (V i ) уменьшается, ток, протекающий через (R s ) и стабилитрон , также уменьшается.Падение напряжения на (R s ) уменьшается, но напряжение на стабилитроне не меняется. Таким образом, ясно, что любое увеличение или уменьшение входного напряжения приводит к увеличению или уменьшению падения напряжения на (R s ), но напряжение на стабилитроне остается постоянным и, следовательно, выходное напряжение остается постоянным. Это означает, что стабилитрон действует как регулятор напряжения.

Ограничения

Стабилитрон регулятор имеет следующие недостатки:

  1. Имеет низкий КПД при больших токах нагрузки.Это связано с тем, что при большом токе нагрузки будут учитываться потери мощности в последовательном ограничивающем сопротивлении.

  2. Выходное напряжение незначительно меняется при изменении нагрузки.

Поэтому использование этой схемы ограничено только приложениями, где колебания тока нагрузки и входного напряжения невелики.

Читайте также

Характеристики стабилизации напряжения стабилитрона

Описание продукта

Мы являемся известным поставщиком характеристик стабилизации напряжения стабилитрона для наших уважаемых клиентов.Это обеспечило от наших надежных продавцов, которые служили нам с их продуктами в течение многих лет. Они изготовляют это, используя высококачественное сырье и современное оборудование согласно промышленным стандартам. Мы проводим различные проверки качества перед отправкой, гарантируя обслуживание наших клиентов безупречным диапазоном характеристик стабилизации напряжения стабилитрона. Это вызвало у нас постоянно растущий спрос на рынке.

 

Цель:

Применение стабилитрона для стабилизации напряжения.

Технические характеристики:

  • Встроенный регулируемый источник питания постоянного тока
  • Выходное напряжение: 0–30 В пост.
  • Сопротивление и диод в комплекте
  • Стабилитроны: 5,1 В и 8,2 В
  • Серия
  • Сопротивление: 1 шт. вес ударопрочный пластиковый корпус
  • Схема символов напечатана на алюминиевой передней панели, а все важные контрольные точки выведены на переднюю панель
  • Требования к питанию: 230 В перем. тока, 10%, 50 Гц.
  • Вес: 1,5 кг прибл.
  • Размеры (мм): 300(Д) x 175(Ш) x 75(В)

Стандартные аксессуары:

Кабель питания, патч-корды и инструкция по эксплуатации.

Также доступны другие модели

ME 542 — Характеристики стабилизации напряжения на стабилитроне с бакелитом

Панельные и круглые измерители

ME 542P — Характеристики стабилизации напряжения на стабилитроне с алюминием

Панельные и цифровые панельные измерители

Стабилитрон в качестве регулятора напряжения

Зенеровские диоды представляют собой полупроводниковые устройства, в которых ток течет в обратном или прямом направлении, они, как правило, сильно легированы и имеют PN-переход.Когда достигается определенное напряжение, оно специально предназначено для изменения направления тока.

В дополнение к обратному напряжению пробоя стабилитрон также имеет обратный ток пробоя. Но что это значит? Когда диод находится в обратимом режиме, ток, проводимый им, остается постоянным, и падение напряжения остается постоянным, независимо от того, сколько напряжения или силы приложено. Поэтому диод Зенера считается чрезвычайно полезным в электронных схемах, когда речь идет о регулировании напряжения.

Как изображена схема стабилитрона? Как мы уже знаем, стабилитроны

работают в режиме обратного смещения. Следовательно, отрицательный вывод источника питания подключается к материалу p-типа стабилитрона, а положительный вывод подключается к материалу n-типа. Полупроводниковый материал в диоде сильно легирован, что приводит к тонкой области обеднения.

Как работает стабилитрон?

Тысячи примесей добавлены в полупроводниковый материал стабилитрона для повышения его проводимости.Таким образом, область истощения становится тоньше. Даже когда к системе прикладывается небольшое напряжение, приложение электрических полей усиливается в этой обедненной области.

Что происходит, когда диод Зенера не должен быть смещен? В полупроводнике p-типа существует валентная зона, в которой электроны связаны друг с другом. Это приводит к тому, что через полупроводник протекает нулевой ток. Электроны в валентной зоне называются электронами валентной зоны. Электроны начинают перемещаться из одной валентной зоны в другую при приложении внешней энергии.

Как выглядит ситуация, когда стабилитрон смещен в обратном направлении? На самом деле, когда напряжения стабилитрона и питания равны, диод работает в режиме обратного смещения. Напряжение Зенера — это напряжение, при котором обедненная область полностью исчезает, когда обедненная область истончается.

Электрическое поле усиливается, когда к диоду приложено обратное смещение, поскольку область обеднения истончается. Следовательно, электроны перемещаются из валентной зоны полупроводникового материала p-типа в зону проводимости полупроводникового материала n-типа.При этом барьер между двумя полупроводниковыми материалами разрушается. Диод проводит ток в обратном направлении смещения при этом уровне напряжения и поля тока.

Диоды Зенера

состоят из кремниевых полупроводников с p-n переходом, который специально разработан для работы при обратном смещении. Диод работает как обычный сигнальный диод при прямом смещении, но при обратном смещении напряжение остается постоянным в широком диапазоне токов. Цепи постоянного тока используют его в качестве регулятора напряжения из-за этой характеристики.

Стабилитроны

— это стабилизаторы напряжения, которые в первую очередь предназначены для поддержания постоянного напряжения. Скажем, если используется стабилитрон с напряжением 5 В, то напряжение становится постоянным на уровне 5 В и не изменяется.

Что такое регулятор напряжения?

Регулятор напряжения регулирует уровень напряжения. Входное напряжение, по существу, снижается до желаемого уровня, а затем поддерживается на этом уровне на протяжении всего выходного источника питания. Благодаря этому при приложении нагрузки предотвращается падение напряжения.Регуляторы напряжения используются в основном по двум причинам:

  1. Изменение или регулирование выходного напряжения
  2. Несмотря на колебания напряжения питания, поддерживать выходное напряжение на нужном уровне.

Регуляторы напряжения управляют различными компонентами установки, такими как компьютеры, генераторы и генераторы переменного тока.

Стабилитрон в качестве регулятора напряжения

Последовательный резистор ограничивает ток, проходящий через диод, подключая его к цепи.Обычно положительный вывод постоянного тока подключен к пульсатору. Устройство с обратным смещением работает таким образом, что может работать и в условиях пробоя. Простой переходной диод использовать нельзя, потому что малая номинальная мощность диода может быть повреждена, если приложить обратное смещение выше его напряжения пробоя. Ток стабилитрона всегда должен быть минимальным при минимальном входном напряжении и максимальном токе нагрузки.

Поскольку известно входное напряжение и требуемое выходное напряжение, проще подобрать стабилитрон с напряжением, примерно равным напряжению нагрузки, т.е.е., В З = В Л .

Значение последовательного резистора записывается как R S = (V L − V Z )I L

Когда напряжение на диоде имеет тенденцию к увеличению, ток через диод увеличивается, что вызывает падение напряжения на сопротивлении. Когда напряжение на диоде уменьшается, ток через диод также имеет тенденцию к уменьшению. Падение напряжения на резисторе в этом случае очень мало, поэтому выходное напряжение в норме.

VI Характеристики стабилитрона

Зенеровский диод представляет собой не что иное, как обычный диод, когда он находится в режиме прямого смещения; однако при приложении обратного смещения обратное напряжение увеличивается. При увеличении обратного напряжения стабилитрон полностью плавится.

В этих условиях ток течет в обратном направлении, что называется напряжением пробоя. Как видно из графиков, стабилитрон обладает значительным сопротивлением, а также нелинейным пробоем.

Следовательно, напряжение стабилитрона определяется следующим уравнением – V = V Z + I Z R Z

Применение стабилитрона

Зенеровские диоды используются в промышленных и коммерческих установках. Стабилизаторы напряжения выдерживают большое количество напряжения. Отсюда к силовой нагрузке будет подаваться постоянное напряжение, так как напряжение колеблется. Поэтому стабилитрон обычно подключают параллельно нагрузке.Благодаря своей способности поддерживать постоянное напряжение, он также действует как регулятор напряжения или стабилизатор. Стабилитрон можно использовать в коммерческом устройстве.

Промышленные и коммерческие здания используют большие счетчики электроэнергии, которые уязвимы к перегрузкам счетчика. Однако параллельное соединение этих мультиметров и стабилитрона предотвращает случайные перегрузки системы. При перегрузке большая часть тока протекает через диод, защищающий счетчик.

Стабилитроны

соединены встречно и в противоположных направлениях, образуя последовательную цепь с сопротивлением цепи, что позволяет преобразовать синусоиду в прямоугольную.

Кроме того, для стабилитронов существуют определенные спецификации, такие как напряжение Зенера, минимальный ток, необходимый для пробоя, максимальный ток и мощность, которая может рассеиваться стабилитроном. Стабилитроны также имеют определенные характеристики, касающиеся температурной стабильности и сопротивления Зенера. Обычный электрический ток течет от анода к катоду в диоде Зенера. Для работы этого кремниевого полупроводника требуется обратное смещение. Однако поток тока можно обратить вспять, если превышено определенное напряжение, известное как напряжение пробоя или напряжение Зенера.Кроме того, стабилитрон работает при обратном напряжении, чтобы гарантировать постоянное напряжение в широком диапазоне токов.

Читайте также: Изоляторы

Часто задаваемые вопросы

1. Какой фактор необходим для того, чтобы диод оставался в зоне пробоя?

Ответ: Регулировка напряжения требует минимальной величины обратного тока, чтобы диод оставался в области пробоя.

2. Как задавать область пробоя при изготовлении диода?

Ответ: Можно управлять областью пробоя во время изготовления диода, контролируя уровень легирования.

3. Как происходит пробой Зенера?

Ответ: Пробой Зенера происходит, когда пробой происходит как в выпрямителе, так и в стабилитроне.

4. Когда входное напряжение изменяется в определенных пределах, как изменяется выходное напряжение постоянного тока?

Ответ: В устройствах регулирования напряжения постоянное выходное напряжение постоянного тока получается, когда вход изменяется в определенных пределах.

 

Почтовая навигация

Конструкция, принципиальная схема, работа и ее применение

Диод является одним из основных компонентов электронных схем.Если вы хотите узнать о соображениях напряжения, вы должны знать о диодах. Диод в основном состоит из полупроводников, которые имеют две характеристики: тип «P» и тип «N». Полупроводники типа «P» и «N» представляют собой полупроводники положительного и отрицательного типа. Полупроводник P-типа будет иметь избыточное количество дырок в конфигурации, а полупроводник N-типа будет иметь избыточное количество электронов. Если оба типа характеристик присутствуют в одном кристалле, то его можно назвать диодом.Положительная клемма батареи соединяется со стороной «P», а отрицательная сторона соединяется со стороной «N». Давайте обсудим работу стабилитрона. Это не что иное, как простой диод, подключаемый при обратном смещении.


Что такое стабилитрон?

В основном это особое свойство диода, а не какой-либо особый тип оборудования. Человек по имени Клиренс Зенер изобрел это свойство диода, поэтому он назван в его честь в память. Особым свойством диода является то, что в цепи произойдет пробой, если напряжение будет приложено к цепи с обратным смещением.

Стабилитрон

Не пропускает через себя ток. При увеличении напряжения на диоде температура также увеличивается, и ионы кристалла колеблются с большей амплитудой, что приводит к пробою обедненного слоя. Слой на стыке типа «П» и типа «Н». Когда приложенное напряжение превышает определенное значение, происходит пробой стабилитрона.

Это не что иное, как одиночный диод, подключенный в режиме обратного смещения, а стабилитрон может быть подключен в положительном режиме обратного смещения в цепи, как показано на рисунке.Мы можем подключить его для различных приложений.

Условное обозначение схемы стабилитрона показано на рисунке. Для удобства используется обычно. При обсуждении диодных схем мы должны просмотреть графическое представление работы стабилитрона. Это называется ВАХ обычного диода с p – n переходом.

Подключение диода
Символ стабилитрона

Существует множество способов упаковки этого диода, который в основном используется для высоких диапазонов рассеиваемой мощности, а другие включают форматы для поверхностного монтажа.Обычный тип стабилитрона заключен в стеклянную оболочку. На одном конце этого стекла предусмотрена полоса по периметру, а на катодной стороне нанесен диод.

На приведенной выше диаграмме видно, что полоса вокруг упаковки соответствует ряду на символе, так что концы диодов легко запомнить. Символ схемы стабилитрона включает две метки на конце полосы, одна из которых направлена ​​вверх, а другая — вниз. Так что это помогает отличить эти диоды от других типов диодов в цепи.

Строительство

Конструкция стабилитрона показана ниже. Это рассеянная структура, потому что оба субстрата, такие как P и N, рассеиваются вместе. Область соединения может быть покрыта слоем SiO2 (диоксид кремния).
Одновременно во время строительства вся конструкция может быть металлизирована для создания соединений анода и катода. Таким образом, слой SiO2 в основном помогает остановить заражение соединений. Поэтому он используется при построении стабилитрона.

Работа этого диода в основном зависит от диапазона легирования PN-перехода. При небольшом обратном напряжении смещения область истощения очень тонкая, а электрическое поле чрезвычайно сильное. Он позволяет электронам течь из валентной зоны в зону проводимости.

Напряжение пробоя стабилитронов можно контролировать точно во время уровня легирования. Напряжение пробоя стабилитронов может варьироваться от 1,2 В до 200 В. Диоды с легким легированием и напряжением пробоя ниже 5.6 В, пробой обусловлен эффектом лавины, а не эффектом Зенера.

Типы стабилитронов

Категорию стабилитрона можно выполнить на основе нескольких параметров, таких как следующие

  • Номинальное напряжение
  • Максимальный обратный ток
  • Рассеиваемая мощность
  • Тип упаковки
  • Ток прямого привода
  • Прямое напряжение

Как работает стабилитрон?

Работа стабилитрона в основном зависит от режимов смещения, таких как прямое и обратное.Как только этот диод подключен с прямым смещением, он работает как обычный диод, тогда как он подключен с обратным смещением, тогда в диоде будет небольшая утечка потока тока.

Когда обратное напряжение превышает фиксированное напряжение пробоя (Vz), через диод протекает ток. Таким образом, ток увеличивается до максимального уровня, который проверяется последовательным резистором, как только он стабилизируется и остается стабильным в широком диапазоне приложенного напряжения. Для стабилитрона существует два типа пробоя, такие как лавинный пробой и пробой Зенера.

Лавинный обвал

Этот вид пробоя в основном возникает как у диодов как обычных, так и у стабилитронов при максимальном обратном напряжении. Как только на PN-переход подается максимальное обратное напряжение, электроны получают достаточную энергию для ускорения на высоких скоростях.

Эти электроны начнут двигаться с высокой скоростью, чтобы разбить другие атомы и сдуть больше электронов. Из-за этого безостановочного столкновения будет генерироваться некоторое количество свободных электронов, и ток внутри диода будет быстро увеличиваться.

Таким образом, это неожиданное увеличение электрического тока может навсегда разрушить нормальный диод, но конструкция этого диода может быть выполнена таким образом, чтобы он работал в условиях лавинного пробоя и мог поддерживать неожиданный всплеск тока. Этот вид пробоя в основном происходит в стабилитронах из-за напряжения стабилитрона (Vz) выше 6В.

Пробой Зенера

Всякий раз, когда приложенное напряжение приближается к напряжению Зенера, электрическое поле в обедненной области становится сильным, вытягивая электроны из их валентной зоны.Так электроны в валентности получат достаточную энергию от электрического поля обедненной области и уйдут из основного атома. В области зенеровского пробоя при увеличении напряжения увеличивается и электрический ток.

Существует множество способов упаковки диода. Некоторые используются для высоких уровней рассеивания мощности, а другие содержатся в форматах для поверхностного монтажа. Самый распространенный тип стабилитрона заключен в небольшой стеклянный корпус. Он имеет полосу вокруг одного конца, обозначающую катодную сторону диода.

Технические характеристики

Технические характеристики стабилитрона включают следующее.

Напряжение (Вз)

Напряжение Зенера представляет собой обратное напряжение пробоя, которое находится в диапазоне от 2,4 В до 200 В и может повышаться до 1 кВ, тогда как максимальное значение для SMD (устройства поверхностного монтажа) составляет около 47 В.

Максимальный ток Iz (макс.)

Максимальный ток, требуемый при номинальном напряжении Зенера, составляет Vz и находится в диапазоне от 200 мкА до 200 А.

Минимальный ток Iz (мин)

Требуемый минимальный ток пробоя этого диода в диапазоне от 5 мА до 10 мА.

Номинальная мощность

Наибольшая мощность, рассеиваемая этим диодом, определяется произведением напряжения на диоде и протекающего через него тока. Типичные значения в основном включают 400 мВт, 500 мВт, 1 Вт и 5 Вт. Аналогично, для SMD значения составляют 200 мВт, 350 мВт, 500 мВт и 1 Вт.

Допустимое отклонение напряжения

Допустимое отклонение напряжения этого диода составляет ±5%.

Термостабильность

Наилучшая стабильность диода примерно 5 В

Упаковка

Устройства с выводами, а также поверхности монтируются либо как дискретные устройства, либо в интегральных схемах.

Сопротивление Зенера (Rz)

Диод показывает некоторое сопротивление, как видно из характеристик VI.

Характеристики стабилитрона

На приведенной выше диаграмме показаны ВАХ поведения стабилитрона.Когда диод подключен в режиме прямого смещения, диод действует как обычный диод. Когда напряжение обратного смещения больше заданного напряжения, возникает напряжение пробоя Зенера. Чтобы получить резкое и отчетливое напряжение пробоя, контролируют легирование и избегают дефектов поверхности. В ВАХ выше Vz есть напряжение Зенера. А также напряжение колена, потому что в этой точке ток очень быстрый.

Характеристики

Применение стабилитрона

Диод Зенера

широко используется в качестве шунтирующего регулятора или регулятора напряжения.Поскольку мы прошли первую часть статьи, мы знаем, что такое стабилитрон и каков основной принцип работы. Здесь возникает вопрос, где могут быть полезны диоды этого типа. Основное применение диодов этого типа — регулятор напряжения, защита от перенапряжения и источник опорного напряжения.

Проверка диода

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

Защита от перенапряжения

Защита от перенапряжения осуществляется с помощью стабилитронов, поскольку через диод протекает ток после того, как напряжение обратного смещения превышает определенное значение.Эта схема обеспечивает безопасность оборудования, подключенного к клеммам. В норме ток не должен превышать нормального клапана, но если из-за какой-либо неисправности в цепи ток превысит максимально допустимое напряжение, то оборудование системы может выйти из строя.

Используется SCR, с его помощью быстро снижается выходное напряжение и перегорает предохранитель, который отключает питание входного источника. Схема схемы показана ниже для лучшего понимания,

Цепь стабилитрона

Опорное напряжение определяет постоянную подачу тока или напряжения при работе стабилитрона.Если подача тока одинаковая, то во избежание нестабильной работы используем стабилитроны. Они используются там, где требуется опорное напряжение, например, амперметры, омметры и вольтметры.

Стабилитрон в качестве регулятора напряжения

Термин «регулятор» означает «регулирующий». Этот диод может работать как стабилизатор напряжения, если он введен в цепь. Выход на диоде будет постоянным. Он приводится в действие источником тока. Как мы знаем, если напряжение на диоде превысит определенное значение, он будет потреблять чрезмерный ток от источника питания.Принципиальная схема стабилитрона в качестве стабилизатора напряжения приведена ниже,

Чтобы зафиксировать ток через этот диод, вводится последовательное сопротивление «R», значение которого можно выбрать из следующего уравнения

Сопротивление резистора (Ом) = (V1 – V2) / (ток Зенера + ток нагрузки)

На приведенной выше схеме показаны шунтирующие регуляторы, поскольку регулирующий элемент параллелен элементу нагрузки. Этот диод обеспечивает стабильное опорное напряжение на нагрузке, которое соответствует требованиям регулятора.

Этот диод позволяет току течь в прямом направлении так же, как идеальный диод. Он также позволяет течь в обратном направлении, когда напряжение превышает определенное значение, известное как напряжение пробоя.

Это устройство названо в честь Зенера и открыло это электрическое свойство. Диод Зенера — это диод, в котором обратный пробой происходит из-за квантового туннелирования электронов под действием высокой напряженности электрического поля, называемого эффектом Зенера. Многие диоды, называемые стабилитронами, используют вместо этого лавинный пробой.Оба типа используются с преобладанием эффекта Зенера до 5,6 В и лавинного пробоя выше. Обычные приложения включают обеспечение опорного напряжения для регуляторов напряжения. Это необходимо для защиты устройств от кратковременных импульсов напряжения.

Подключение цепи

Эти устройства также встречаются последовательно с соединением база-эмиттер. На транзисторных каскадах, где избирательный выбор устройства сосредоточен вокруг лавинной или зенеровской точки. Его можно использовать для введения компенсирующего температурного коэффициента балансировки транзистора.Одним из примеров является усилитель ошибки постоянного тока, используемый в системе обратной связи цепи регулируемого источника питания.

Они также используются в устройствах защиты от перенапряжений для ограничения переходных скачков напряжения в системах, а еще одним применением диода является использование шума, вызванного его лавинным пробоем в генераторе случайных чисел. Можете ли вы рассказать мне еще несколько применений стабилитрона? Комментируя.

Разница между PN-переходным диодом и стабилитроном

Различие между PN-переходным диодом и стабилитроном заключается в следующем.

Соединительный диод PN Стабилитрон
Диод с PN-переходом представляет собой полупроводниковый диод, проводящий только в одном направлении, то есть прямом. Диод, который позволяет току течь в обоих направлениях, то есть в прямом и обратном направлении, такой тип диода известен как диод Зенера.
Соединение может быть повреждено действием обратного тока Не повреждает соединение
Низкий уровень легирования диода с pn-переходом Высокий уровень легирования этого диода
В этом соединении отказ в основном происходит при более высоком напряжении. В этом диоде пробой происходит в основном при более низком напряжении.
PN переход подчиняется закону Ома Этот диод не подчиняется закону сопротивления.
Применение диода с PN-переходом в основном для выпрямления Этот диод используется в стабилизаторе напряжения, формировании формы волны и защите двигателя

Преимущества

К достоинствам стабилитрона е относятся следующие.

  • По сравнению с обычными диодами стабилитрон стоит дороже
  • Используется в небольших цепях
  • Возможность переключения напряжения
  • Контроль тока перегрузки
  • Простая совместимость и доступность между системами
  • Напряжение цепи может быть изменено и стабилизировано
  • Обеспечивает высокую производительность
  • Защищает от перенапряжения

Недостатки

К недостаткам стабилитрона можно отнести следующее.

  • Для больших токов нагрузки этот диод не подходит
  • Напряжение вывода постоянного тока может незначительно изменяться из-за сопротивления Зенера.
  • Регулировка выходного напряжения не может быть выполнена
  • Изменения тока нагрузки вызывают изменения тока Зенера.
  • Меньше регулирования напряжения
  • Внутреннее сопротивление цепи высокое.

Итак, это обзор стабилитрона и его работы. Эти диоды используются в промышленных и коммерческих приложениях.Некоторые из них похожи на стабилизаторы или регуляторы напряжения, защитные устройства и формирователи волн. Эти диоды в основном предназначены для работы в условиях обратного смещения, при которых они начинают отдавать значительный ток. Он работает как регулятор напряжения, потребляя слабый ток, если напряжение очень мало; в противном случае, если напряжение слишком высокое, он потребляет больше тока. Вот вопрос к вам, какие типы диодов доступны на рынке?

Фото:

Как использовать стабилитрон в качестве регулятора напряжения I Почему стабилитрон в качестве регулятора напряжения

Почему стабилитрон в качестве регулятора напряжения

Поскольку диод Зенера используется в качестве стабилизатора напряжения или регулятора напряжения для обеспечения постоянного напряжения от источника, напряжение которого может колебаться в широком диапазоне.Принципиальная схема стабилитрона в качестве стабилизатора напряжения представлена ​​на рис.

Это « принципиальная схема стабилитрона в качестве регулятора напряжения эксперимент ».

Вывод того, как использовать стабилитрон в качестве регулятора напряжения

Напряжение источника V i и последовательное сопротивление R s выбирают таким образом, чтобы диод работал в области пробоя.

Когда V i меньше, чем V z , то стабилитрон не проводит ток и ток через диод равен нулю.В этом случае I = I L . Следовательно, ток I равен

.

Выходное напряжение,

Когда V i увеличивается, выходное напряжение будет увеличиваться, так как выходное напряжение становится равным V Z , стабилитрон начинает проводить, и напряжение на нем становится постоянным. В данном случае

Следовательно,

Это минимальное значение входного напряжения, ниже которого стабилитрон не регулирует напряжение.

Когда V i становится больше, чем значение, заданное напр. (2) напряжение на выходе становится постоянным и равным V Z . Следовательно, ток через сопротивление нагрузки равен

Избыточное входное напряжение падает на R s так, что сумма падения напряжения на R s и на стабилитроне равна напряжению питания V i

С

С

Напряжение V z является постоянным, поэтому ток нагрузки I L также является постоянным.Следовательно, когда напряжение питания V i увеличивается, ток I z увеличивается, и падение напряжения на последовательном резисторе R s увеличивается, но напряжение на R L поддерживается постоянным.

Мощность, рассеиваемая на стабилитроне, определяется как

.

Таким образом, мощность, рассеиваемая на стабилитроне, как I z увеличивается.

Максимальная рассеиваемая мощность определяется как

Подставьте это значение в уравнение. (3), получаем максимально допустимое напряжение питания, до которого стабилитрон может безопасно работать как стабилизатор напряжения ,

Это уравнение.это показывает, как использовать стабилитрон в качестве регулятора напряжения.

Часто задаваемые вопросы о том, как использовать стабилитрон в качестве регулятора напряжения

Почему стабилитрон в качестве регулятора напряжения?

Стабилитрон

используется в качестве стабилизатора напряжения или регулятора напряжения для обеспечения постоянного напряжения от источника, напряжение которого может колебаться в широких пределах.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.