Виды стабилитронов. Твердотельное реле: принцип работы, виды и применение

Что такое твердотельное реле. Как устроено твердотельное реле. Каковы преимущества твердотельных реле перед электромеханическими. Какие бывают виды твердотельных реле. Где применяются твердотельные реле.

Что такое твердотельное реле и как оно работает

Твердотельное реле (ТТР) — это электронный коммутационный прибор, который выполняет функции обычного электромеханического реле, но не имеет подвижных частей. Принцип его работы основан на использовании полупроводниковых элементов.

Основные компоненты твердотельного реле:

• Входная цепь управления (обычно светодиод)
• Выходной силовой ключ (чаще всего на основе тиристоров или симисторов)
• Оптронная развязка между входом и выходом

При подаче управляющего сигнала на вход реле происходит следующее:

1. Загорается светодиод во входной цепи
2. Свет от диода через оптронную развязку активирует полупроводниковый ключ в выходной цепи
3. Ключ открывается и пропускает ток в нагрузке

Таким образом, коммутация происходит без механического перемещения контактов, что обеспечивает высокую надежность и быстродействие реле.

Преимущества твердотельных реле перед электромеханическими

Твердотельные реле имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными электромеханическими реле:

• Отсутствие подвижных частей и механического износа
• Высокая надежность и длительный срок службы (до 1 млрд переключений)
• Высокое быстродействие (время срабатывания менее 1 мс)
• Бесшумность работы
• Стойкость к ударам и вибрациям
• Отсутствие дребезга контактов и электрической дуги
• Возможность коммутации больших токов и напряжений
• Малые габариты и вес

Эти преимущества обусловили широкое применение твердотельных реле в современной промышленной автоматике и силовой электронике.

Основные виды твердотельных реле

Существует несколько основных типов твердотельных реле в зависимости от вида коммутируемого тока и особенностей конструкции:

1. Однофазные и трехфазные реле переменного тока

Предназначены для коммутации цепей переменного тока. Наиболее распространенный тип ТТР. Однофазные модели применяются в однофазных сетях, трехфазные — в трехфазных промышленных сетях.

2. Реле постоянного тока

Используются для коммутации цепей постоянного тока. Имеют особенности конструкции силового ключа для работы с постоянным током.

3. Реле переменного/постоянного тока

Универсальные модели, способные коммутировать как переменный, так и постоянный ток. Удобны при необходимости работы с разными типами нагрузок.

4. Реле с контролем перехода через ноль

Включают нагрузку только при переходе синусоиды сетевого напряжения через ноль. Это снижает помехи и увеличивает срок службы нагрузки.

5. Реле с пропорциональным управлением

Позволяют плавно регулировать мощность в нагрузке пропорционально входному сигналу. Применяются для управления нагревателями, освещением и т.п.

Где применяются твердотельные реле

Благодаря своим преимуществам твердотельные реле нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и бытовой технике:

• Системы автоматизации производственных процессов
• Управление электродвигателями и насосами
• Регулирование мощности нагревательных элементов
• Коммутация осветительных приборов
• Управление сварочным оборудованием
• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Источники бесперебойного питания
• Бытовая техника (стиральные машины, электроплиты и т.д.)
• Автомобильная электроника

Особенно эффективно применение ТТР в условиях частых переключений, больших коммутируемых мощностей и наличия агрессивных сред.

Как выбрать твердотельное реле

При выборе твердотельного реле следует учитывать следующие основные параметры:

1. Тип коммутируемого тока (переменный/постоянный)
2. Максимальное коммутируемое напряжение
3. Максимальный коммутируемый ток
4. Напряжение управления
5. Наличие функции контроля перехода через ноль
6. Способ охлаждения (воздушное/на радиатор)
7. Габаритные размеры

Важно правильно рассчитать мощность нагрузки и выбрать реле с запасом по току. Также следует учитывать условия эксплуатации — температуру, влажность, наличие вибраций.

Особенности монтажа и эксплуатации твердотельных реле

При монтаже и эксплуатации твердотельных реле необходимо соблюдать ряд правил:

• Обеспечить хороший теплоотвод от реле (использовать радиаторы при необходимости)
• Защитить реле от перенапряжений в сети (применять варисторы)
• Соблюдать полярность подключения управляющего сигнала
• Не превышать максимально допустимые токи и напряжения
• Обеспечить защиту от короткого замыкания в нагрузке
• Не допускать попадания влаги и загрязнений на контакты реле

При соблюдении этих правил твердотельные реле способны надежно работать в течение длительного срока.

Сравнение твердотельных реле с другими коммутационными устройствами

Рассмотрим основные отличия твердотельных реле от других распространенных коммутационных устройств:

Параметр	Твердотельное реле	Электромеханическое реле	Контактор
Принцип работы	Электронный (полупроводниковый)	Электромагнитный	Электромагнитный
Наличие подвижных частей	Нет	Есть	Есть
Скорость срабатывания	Очень высокая (< 1 мс)	Средняя (5-15 мс)	Низкая (20-50 мс)
Ресурс переключений	Очень высокий (до 1 млрд)	Средний (до 10 млн)	Низкий (до 1 млн)
Коммутируемая мощность	Высокая	Средняя	Очень высокая
Стойкость к вибрациям	Высокая	Низкая	Средняя
Уровень шума	Отсутствует	Есть	Высокий

Как видно из сравнения, твердотельные реле обладают рядом преимуществ, особенно в плане быстродействия, надежности и ресурса работы. Однако у них есть и недостатки, такие как более высокая стоимость и необходимость обеспечения теплоотвода.

Перспективы развития технологии твердотельных реле

Технология твердотельных реле продолжает активно развиваться. Основные направления совершенствования:

• Увеличение коммутируемых токов и напряжений
• Снижение тепловыделения и улучшение теплоотвода
• Уменьшение габаритов и веса
• Интеграция дополнительных функций (защита от перегрузки, диагностика и т.д.)
• Снижение стоимости производства

Ожидается, что в ближайшие годы твердотельные реле будут все больше вытеснять электромеханические аналоги в различных областях применения, особенно в промышленной автоматике и силовой электронике.

Типы стабилитронов | Основы электроакустики

Типы стабилитронов

 

Стабилитроны применяют в качестве стабилизаторов или опорных элементов электрических цепей. Их работа основана на электрическом (лавинном или туннельном) пробое р-n-перехода под действием обратного напряжения. В этих диодах для работы ис-, пользуется обратная пробойная ветвь ВАХ p-n-перехода . В пределах рабочего участка АВ этой ветви характери­стики значительное изменение тока через диод от Iст.мин До Iст.мако сопровождается лишь небольшим увеличением напряжения AUCТ. Как правило, стабилитроны изготовляют из кремния, обладающего незначительным тепловым током Iо и устойчивыми характеристи­ками в широком диапазоне температур. Стабилитроны характери­зуются следующими параметрами.

Номинальное напряжение стабилизации Uст, измеряемое при не­котором среднем (номинальном) токе.

Минимальный Iст.мин и максимальный Iст.макс токи стабилизации. При токах, меньших Iст. мин, растет rДИф и пробой становится неус­тойчивым. При токах, больших Iст.макс, увеличивается мощность рас­сеивания и разогрев диода, возрастает опасность теплового пробоя и повреждения диода. Температурный уход напряжения стабилизации ДUСт.т, опреде­ляемый как разность номинальных- напряжений стабилизации UСт1, Uст2 при двух температурах окружающей среды.

Температурный коэффициент напряжения стабилизации, равный отношению относительного изменения напряжения к абсолютному изменению температуры окружающей среды   Несимметричность, напряжения стабилизации Uсе симметричных приборов, состоящих из двух (соединенных встречно) р-л-переходов.

Такие стабилитроны вклю­чаются в схему любой по­лярности и за счет эффекта компенсации (прямая и об­ратная ветви имеют разные знаки ТКU) обладают мень­шим TKUcT.

В стабисторах ис­пользуются свойства прямой ветви ВАХ Параметры стабис-торов аналогичны парамет­рам стабилитронов, а их максимальные токи, мощно­сти и тепловые „параметры те же, что и у выпрямитель­ных диодов. Кремниевые сплавные стабилитроны Д815 (А — И) выпускают в металлическом герметичном корпусе  винтом, массой 6 г, с диапазоном рабочих тем­ператур от — 60 до +100 °С. Корпус у стабилитронов является положительным электродом. Если в их обозначение введена дополнительно буква П, например Д815АП, они имеют обратную полярность. Электрические параметры стабилитронов приведены в табл. 86.

Параметры	Типы стабилитронов
	Д815А	Д815Б	Д815В 1 Д815Г		Д815Д	Д815Е	Д815Ж	Д815И
Напряжение стабилизации, В	5,6	6,8	8,2	10	12	15	18	4,7
Дифференциальное сопротивление, Ом, при токе стабилизации	0,9	1,2	1,5	2,7	3	3,8	4,5	0,9
Ток стабилизации, А: при котором измеряется на-	1	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5	1
пряжение стабилизации максимальный при температу- ре от — 60 до +70°С	1,4	1,15	0,95	0,8	0,65	0,55	0,45	1,4
минимальный при температуре от — 60 до +100°С	0,05	0,05	0/,05	0,025	0,025	0,025	0,025	0,05
Температурный коэффициент на пряжения, %/°С	0,056	0,062	0,088	0,1	0,11	0,13	0,14	0,56
Мощность рассеивания, Вт, при температуре от — 60 до +70°С	8	8	8	8	8	8	8	8
Прямой ток, А, при температуре корпуса до 100°С	1	1	1	1	1	1	1	1
Прямое напряжение, В, при токе 0,5 А в	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5

Кремниевые сплавные двуханодные стабилитроны КС175А, КС182А, КС191А, КС210Б, КС213Б выпускают в пластмассовом кор­пусе массой 0,35 г, с диапазоном рабочих температур от — 50 до +100°С. Электрические параметры стабилитронов при­ведены в табл. 87.

Параметры	Типы стабилитронов
	КС175А	КС182А	КС191А	КС210Б	КС213Б
Напряжение ста­билизации, В, при номиналь­ном токе	7,5	8,2	9,1	10	10
Дифференциальное сопротивление, Ом, при номиналь­ном токе и тем­пературе, °С:
20	16	14	18	22	25
100	—	30	35	40	50
Той стабилизации, мА
номинальный	5	5	5	5	5
максимальный	18	17	15	14	10
минимальный	3	3	3	3	3
Температурный ко­эффициент на­пряжения, %/°С		0,05	0,06	0,07	0,08
Мощность рассеи­вания, мВт, при температуре от — 55 до +50°С	150	150	150	150	150
Несимметричность напряжения ста­билизации, %	±2	±2	±2	±2 ,	±2

Кремниевые сплавные термокомпенсированные стабилитроны КС211 (Б — Д) применяют для работы в качестве источников опорно­го напряжения и выпускают в пластмассовом корпусе  массой 13 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до 125°С. Электрические параметры стабилитронов приведены в табл. 88.

Кремниевые стабилитроны КС482А, КС515А, КС518А, КС522А, КС527А выпускают в металлическом корпусе с гибкими выводами, массой 1 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до -ИОО°С. Электрические параметры стабилитронов приведены в табл 89.

Кремниевые стабилитроны КС620А, КС630А, КС650А, КС680А выпускают в металлическом корпусе массой 6 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до +100°С Корпус у ста­билитронов является положительным электродом. Если в их обозначение введена дополнительная буква П, например КС620АП, они имеют обратную полярность. Электрические параметры приведены в табл. 90.

Таблица 88

Параметры	Типы стабилитронов
	КС211В	КС211В	КС211Г	КС2ПД
Напряжение стабилиза­ции, В, при токе 10 мА	11 — 13,2	8,8 — 11	9,3 — 12,6	9,3 — 12,6
Дифференциальное со­противление, Ом, при токе 1,0 мА	15	15	15	15
Ток стабилизации, мА, при температуре, °С:				—
минимальный в диа­пазоне от — 60 до — +125	5	5	5	5
максимальный при 25	33	33	33	33
Температурный коэффи­циент напряжения, %/°с	0,02	— 0,02	±0,01	±0,05
Мощность рассеивания, мВт, при температуре 50 °С	280	280	280	280

Таблица 89

Параметры	Типы стабилитронов
	КС482А	КС515А	КС518А	КС522А	КС527А
Напряжение ста­билизации, В, нри токе 5 мА	7,4 — 9	13,5 — 16,5	16,2 — 19,8	19,8 — 24,2	24,3 — 29,7
Д ифференци альное сопротивление, Ом, при токе 5 мА	25	25	25	25	40
Ток табилизации, мА: номинальный	50	50	50	50	50
минимальный	1	1	1	1	1
максимальный при темпера­туре от — 60 до +35°С	96	53	45	37	30
Температурный ко­эффициент на­пряжения, %/°С	0,08	. 0,1	0,1	0,1	0,1
Мощность рассеи­вания, Вт, при температуре от — 60 до +35°С	1	1	1	1	1

Таблица 90

Параметры	Типы стабилитронов
	КС620А	КС630А	КС650А	КС680А
Напряжение стабилизации, В	120	130	150	180
Дифференциальное сопро-	150	180	255	330
тивление, Ом, при номи-
нальном токе стабилиза-
ции
Ток стабилизации, мА:
номинальный	50	50	25 .	25
минимальный	5	5	2,5	2,5
максимальный при тем-	42	38	33	28
пературе от — 60 до
Температурный коэффици-	0,2	0,2	0,2	. 0,2
ент напряжения, %/°С
Мощность рассеивания, Вт	5	5	5	5

Радиоэлектроника для начинающих — статьи по основам радиоэлектроники для новичка

#МОП-транзисторы #акустические кабели #аналоги конденсаторов #батареики #биполярные транзисторы #варикапы #варисторы #герконовое реле #динисторы #диодные мосты #диоды #диоды Шоттки #заземление #защитные диоды #керамические конденсаторы #конвертеры конденсатора #конденсаторы #контракторы #маркировка конденсаторов #маркировка резиторов #микросборка #мультиметры #осциллограф #отвертки #паяльник для проводов #переключатели фаз #переменные резисторы #печатные платы #радиодетали #резисторы #реле #светодиоды #стабилитроны #танталовые конденсаторы #твердотельное реле #тепловое реле #термодатчики #тестеры для транзистора #тиристоры #транзисторы #тумблеры #туннельные диоды #фототиристоры

Печатная плата: виды, требования, размеры, методы изготовления

28 Февраля 2023 — Анатолий Мельник

Рассказываем что такое печатная плата, виды и размеры печатных плат. Технология изготовления печатных плат. Из чего изготавливается печатная плата.

Читать полностью71

#печатные платы

Переменный резистор: типы, устройство и принцип работы

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Рассказываем и показываем как правильно проверить работу транзисторов с помощью цифрового мультиметра. Магазин электронных компонентов и радиодеталей «Радиоэлемент»

Читать полностью1589

#переменные резисторы #резисторы

Тумблеры

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Конструктивные особенности тумблеров. Типы, виды. Какие характеристики нужно учитывать при выборе. Как правильно подключить тумблер. Инструкция и советы в одной статье.

Читать полностью1091

#тумблеры

Как проверять транзисторы тестером – отвечаем

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Рассказываем и показываем как правильно проверить работу транзисторов с помощью цифрового мультиметра. Магазин электронных компонентов и радиодеталей «Радиоэлемент»

Читать полностью443

#тестеры для транзистора #транзисторы

Как пользоваться мультиметром

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Что такое и как устроен мультиметр. Как правильно пользоваться мультиметром: как измерить напряжение, силу тока и напряжение. Как проверить емкость и индуктивность

Читать полностью1256

#мультиметры

Выпрямитель напряжения: принцип работы и разновидности

29 Декабря 2022 — Анатолий Мельник

Выпрямитель напряжения электрической сети: как устроен, применение, обозначение на схемах. Как работает и для чего предназначается выпрямитель напряжения.

Читать полностью 1186

Переключатель фаз (напряжения): устройство, принцип действия, виды

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Подробная статья о переключателях фаз: устройство и разновидности. Рекомендации по подключению и настройке. Рекомендации по выбору: популярные модели.

Читать полностью212

#переключатели фаз

Как выбрать паяльник для проводов и микросхем

31 Октября 2022 — Анатолий Мельник

Особенности выбора хорошего паяльника для проводов и микросхем: разновидности конструкций, требования. Какие существуют нагреватели и жала. Дополнительные возможности.

Читать полностью1006

#паяльник для проводов

Что такое защитный диод и как он применяется

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

В статье разбираются особенности защитных диодов, их устройство и маркировка, а также применения в реальных условиях. Даны рекомендации по проверке и подбору супрессоров.

Читать полностью254

#диоды #защитные диоды

Варистор: устройство, принцип действия и применение

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

В статье разбирается устройство варисторов: маркировка, основные параметры. Вы узнаете в чем заключаются достоинства и недостатки варисторов, а также как выбрать и проверить компоненты.

Читать полностью1386

#варисторы

Виды отверток по назначению и применению

10 Октября 2022 — Анатолий Мельник

Виды отверток по сферам применения. В статье рассматриваются простые, ударные, диэлектрические и другие отвертки.

Читать полностью950

#отвертки

Виды шлицов у отверток

10 Октября 2022 — Анатолий Мельник

В статье рассматривается, что такое шлицы и какие бывают виды, их маркировка, основные размеры: крестообразные, прямые, звездочки, наружные, комбинированные и другие виды шлицов.

Читать полностью255

#отвертки

Виды и типы батареек

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Подробная статья о батарейках: виды и типы батереек, как различаются батарейки. Как обозначаются батарейки (маркировка)

Читать полностью1645

#батареики

Для чего нужен контактор и как его подключить

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Для чего нужен контактор и как он устроен. Как правильно выбрать и подключить контактор для управления в автоматическом режиме электрическими приборами.

Читать полностью2686

#контракторы

Как проверить тиристор: способы проверки

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Как самому проверить тиристор? Способы проверки тиристора мультиметром, тестером. Проверка тиристора без выпаивания. Пошаговые инструкции с фото.

Читать полностью2444

#тиристоры

Как правильно выбрать акустический кабель для колонок

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Статья про выбор акустического кабеля: типы и виды акустического кабеля. Как маркируется кабель. Как рассчитать сечение кабеля. Правила эксплуатации и советы по выбору.

Читать полностью1577

#акустические кабели

Что такое цифровой осциллограф и как он работает

20 Сентября 2022 — Анатолий Мельник

Обзор принципа работы цифровых осциллографов. Виды осциллографов, их отличия от аналоговых. Применение цифрового осциллографа

Читать полностью525

#осциллограф

Как проверить варистор: используем мультиметр и другие способы

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Статья-инструкция о том, как проверить варистор на исправность мультиметром или тестором. Принцип работы варистора и основные параметры варисторов, обнозначение на схеме.

Читать полностью5040

#варисторы #мультиметры

Герконовые реле: что это такое, чем отличается, как работает

31 Октября 2022 — Анатолий Мельник

Статья об устройстве герконовых реле: обзор конструкции, характеристик и принципа работы. Преимущества и недостатки. Назначение герконовых реле, где используются компоненты.

Читать полностью10

#герконовое реле #реле

Диоды Шоттки: что это такое, чем отличается, как работает

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Статья ответит на вопросы: что такое диоды Шоттки, как они устроены, плюсы и минусы данного вида диодов. Обозначение диодов на схемах. Сферы применения.

Читать полностью6522

#диоды #диоды Шоттки

Как правильно заряжать конденсаторы

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Способы зарядки и разрядки конденсаторов. Виды конденсаторов: основные параметры, принципы работы и области применения.

Читать полностью3308

#конденсаторы

Светодиоды: виды и схема подключения

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Светодиодами называют полупроводниковые приборы, которые при подаче напряжения создают оптическое излучение. Их международное буквенное обозначение – LED (LightEmittingDiode). На схеме светодиод обозначается как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на его излучающий характер.

Читать полностью10276

#диоды #светодиоды

Микросборка

10 Октября 2022 — Анатолий Мельник

Микросборка (МСБ) – конструктивная составляющая радиоэлектронной аппаратуры микроминиатюрного исполнения, предназначенная для реализации определенной функции. МСБ обычно не выпускаются в качестве самостоятельных изделий, предназначенных для широкого применения.

Читать полностью3468

#микросборка

Применение, принцип действия и конструкция фототиристора

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Фототиристор (ТФ) – полупроводниковое устройство со структурой, сходной с обычным тиристором, но с одним существенным отличием. Он включается не подачей напряжения, а с помощью света, падающего на него. Этот прибор сочетает функции управляемого тиристора и фотоприемника, преобразующего световую энергию в электрический управляющий импульс. Изготавливается обычно из кремния, имеет спектральную характеристику, аналогичную другим фоточувствительным элементам с кремниевой полупроводниковой структурой.

Читать полностью994

#тиристоры #фототиристоры

Схема подключения теплового реле – принцип работы, регулировки и маркировка

31 Октября 2022 — Анатолий Мельник

Электродвигатели и прочее электрооборудование в процессе эксплуатации могут испытывать высокие нагрузки, вызывающие их перегрев. Частые перегревы обмоток силовых установок приводят к разрушению изоляционных материалов и значительному сокращению срока службы, поэтому в конструкции таких устройств предусматривают защитное тепловое реле (ТР). Подключение в схему теплового реле обеспечивает обесточивание электрооборудования при возникновении нештатных ситуаций и предотвращает его выход из строя.

Читать полностью6668

#реле #тепловое реле

Динисторы – принцип работы, как проверить, технические характеристики

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Динистор – неуправляемая разновидность тиристоров, иначе он называется триггер-диодом. Изготавливается из полупроводникового монокристалла, имеющего несколько p-n переходов. Обладает двумя устойчивыми состояниями: открытым и закрытым. Подходят для применения в цепях непрерывного действия, в которых наибольшее значение тока составляет 2 А, а также в импульсных режимах, при условии, что максимальный ток – 10А, а напряжения находятся в диапазоне 10-200 В. Этот элемент обычно выполняет функции электронного ключа. Его открытое положение соответствует высокой проводимости, закрытое – низкой. Переход из открытого в закрытое состояние происходит практически мгновенно.

Читать полностью1315

#динисторы

Маркировка керамических конденсаторов

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Правильно выбрать конденсатор для микросхемы определенного назначения помогает маркировка, нанесенная на корпус. Но у конденсаторов она сложная и разнообразная, поэтому определить характеристики этих элементов затруднительно, особенно если они имеют незначительную площадь поверхности. Параметры, указываемые в обозначении: код производителя, номинальное напряжение, емкость, допустимое отклонение от номинала, температурный коэффициент емкости (ТКЕ).

Читать полностью6889

#керамические конденсаторы #конденсаторы

Компактные источники питания на печатную плату

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Выбор ИП печатной платы напрямую влияет на ее работоспособность. Главная задача такого прибора – получить переменное напряжение от питающей сети, преобразовать его в постоянное и подать на оборудование. Если компонент выбран неверно или неисправен, он может перегореть или не справиться с входным напряжением. В худшем случае пострадает и плата – ее придется либо ремонтировать, либо выбрасывать и покупать новую.

Читать полностью938

#печатные платы

SMD-резисторы: устройство и назначение

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

SMD-резисторы – это мелкие электронные компоненты, разработанные для поверхностного монтажа на печатную плату. Ранее при сборке радиоэлектронной аппаратуры осуществлялся навесной монтаж элементов или их продевание в печатную плату через предусмотренные отверстия.

Читать полностью585

#резисторы

Принцип работы полевого МОП-транзистора

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

МОП-транзистор (MOSFET, «металл-оксид-полупроводник») – полевой транзистор с изолированным затвором (канал разделен с затвором тонким диэлектрическим слоем).

Читать полностью4592

#МОП-транзисторы #транзисторы

Проверка микросхем мультиметром: инструкция и советы

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Как проверить микросхему? Рассмотрим как проверить микросхему на исправность и работоспособность мультиметром, влияние разновидности микросхем на способы проверки.

Читать полностью2882

#мультиметры

Характеристики, маркировка и принцип работы стабилитрона

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Полупроводниковый стабилитрон, или диод Зенера, представляет собой диод особого типа. При прямом включении обычный диод и стабилитрон ведут себя аналогично. Разница между ними проявляется при обратном включении.

Читать полностью5285

#стабилитроны

Что такое реле: виды, принцип действия и устройство

10 Октября 2022 — Анатолий Мельник

Реле – одно из наиболее распространенных устройств, применяемых для автоматизации процессов в электротехнике. В этой статье мы подробно разберем, что такое реле, какие виды реле существуют и для чего они применяются.

Читать полностью193

#реле

Конденсатор: что это такое и для чего он нужен

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Конденсатор – это устройство, способное накапливать и моментально отдавать электрический заряд. В статье подробно разберем, в чем суть конденсатора, что он делает, из чего состоит и какие его основные параметры.

Читать полностью1114

#конденсаторы

Все о танталовых конденсаторах — максимально подробно

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

В этой статье я максимально подробно расскажу о назначении, видах, области применения танталовых конденсаторов. Покажу как они выглядят в живую и на схеме, объясню, как считать буквенную маркировку конденсаторов.

Читать полностью884

#конденсаторы #танталовые конденсаторы

Как проверить резистор мультиметром

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Рассказываем как правильно проверить резистор мультиметром на плате, как узнать его сопротивление и определить работоспособность не выпаивая. Узнайте, как настроить тестер для проверки резисторов.

Читать полностью2092

#мультиметры #резисторы

Что такое резистор

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Резистор (от латинского «resisto» — сопротивляюсь) – это пассивный элемент электрической цепи, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления. Резисторы предназначены для линейного преобразования силы тока в напряжение и наоборот, а также для ограничения тока и поглощения электрической энергии.

Читать полностью9854

#резисторы

Как проверить диодный мост мультиметром

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Подробная инструкция по проверке работоспособности диодного моста с помощью мультиметра или лампы.

Читать полностью15301

#диодные мосты #диоды #мультиметры

Что такое диодный мост

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.

Читать полностью2771

#диодные мосты #диоды

Виды и принцип работы термодатчиков

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Принцип работы и виды термодатчиков. Особенности различных типов датчиков.

Читать полностью1610

#термодатчики

Заземление: виды, схемы

11 Октября 2022 — Анатолий Мельник

Заземление – соединение проводящих элементов промышленного или бытового оборудования с грунтом или общим проводом электрической системы, относительно которого производят измерения электрического потенциала. Из нашей статьи вы узнаете о видах заземления и их изображении на схемах.

Читать полностью2585

#заземление

Как определить выводы транзистора

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Способы определения выводов от базы, эмиттера и коллектора полупроводникового транзистора.

Читать полностью4363

#транзисторы

Назначение и области применения транзисторов

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Полупроводниковый транзистор – радиоэлемент, изготавливаемый из полупроводникового материала, чаще всего кремния. Основное назначение транзистора – управление током в электрической цепи. В этой статье мы кратко перечислим области применения полупроводниковых транзисторов, присутствующих практически во всех электронных компонентах современных приборов и аппаратов.

Читать полностью3413

#транзисторы

Как работает транзистор: принцип и устройство

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Транзистор – прибор, предназначенный для управления током в электрической цепи. Применяется практически во всех моделях видео- и аудио аппаратуры. В этой статье мы постараемся простыми словами изложить, что такое транзистор, как он устроен и что делает.

Читать полностью368

#транзисторы

Виды электронных и электромеханических переключателей

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Переключатель (свитчер) – устройство, служащее в радиоэлектронике для коммутации электроцепей постоянного и переменного тока и обеспечивающее требуемый рабочий режим. От функциональности этого компонента часто зависит работоспособность всего аппарата. В этой статье мы расскажем об основных видах переключателей

Читать полностью 1968

Как устроен туннельный диод

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Рассказываем про устройство туннельных диодов, их отличия от обычных, цветовую маркировку и обозначение туннельных диодов на схемах. Также из этой статьи вы узнаете об истории создания данного типа диодов.

Читать полностью6067

#диоды #туннельные диоды

Виды и аналоги конденсаторов

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Конденсаторы – электронные компоненты, состоящие из двух проводников-обкладок и находящимся между ними диэлектриком. Существует множество видов конденсаторов, имеющих сходную конструкцию, но различных по материалам, из которых изготавливаются обкладки и диэлектрический слой, и функциям в электронных схемах. Тип изделия определяется по форме, цвету, маркировке на корпусе.

Читать полностью1473

#аналоги конденсаторов #конденсаторы

Твердотельные реле: подробное описание устройства

31 Октября 2022 — Анатолий Мельник

Твердотельное реле (ТТР) – полупроводниковое устройство, применяемое для создания контакта между низковольтными и высоковольтными цепями, является современной альтернативой традиционным пускателям и контакторам. Применяется в бытовой технике, промавтоматике, автомобильной электронике.

Читать полностью4202

#реле #твердотельное реле

Конвертер единиц емкости конденсатора

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.

Читать полностью24

#конвертеры конденсатора #конденсаторы

Графическое обозначение радиодеталей на схемах

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Радиодетали – электронные компоненты, собираемые в аналоговые и цифровые устройства: телевизоры, измерительные приборы, смартфоны, компьютеры, ноутбуки, планшеты. Если ранее детали изображались приближенно к их натуральному виду, то сегодня используются условные графические обозначения радиодеталей на схеме, разработанные и утвержденные Международной электротехнической комиссией.

Читать полностью72

#радиодетали

Биполярные транзисторы: принцип работы, характеристики и параметры

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Биполярные транзисторы – электронные полупроводниковые приборы, отличающиеся от полевых способом переноса заряда. В полевых (однополярных) транзисторах, используемых в основном в цифровых устройствах, заряд переносится или дырками, или электронами. В биполярных же в процессе участвуют и электроны, и дырки. Биполярные транзисторы, как и другие типы транзисторов, в основном используются в качестве усилителей сигнала. Применяются в аналоговых устройствах.

Читать полностью1574

#биполярные транзисторы #транзисторы

Как подобрать резистор по назначению и принципу работы

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Характеристики самых распространенных видов резисторов по типу, материалу, назначению, принципу работы. Какие параметры необходимо учитывать при работе. Номинальное и реальное сопротивление.

Читать полностью1323

#резисторы

Тиристоры: принцип работы, назначение, характеристики, проверка работоспособности

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Тиристор представляет собой вид полупроводниковых приборов, предназначенный для однонаправленного преобразования тока (т.е. ток пропускается только в одну сторону). Прибор выполняет функции коммутатора разомкнутой цепи и ректификационного диода в сетях постоянного тока.

Читать полностью4986

#тиристоры

Зарубежные и отечественные транзисторы

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Как подобрать отечественный аналог зарубежному транзистору? Читайте в нашей статье!

Читать полностью3160

#транзисторы

Исчерпывающая информация о фотодиодах

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Обзор фотодиодной технологии с подробным описанием основ, принципа работы, а также различных типов фотодиодов и их применения.

Читать полностью939

#тиристоры #фототиристоры

Калькулятор цветовой маркировки резисторов

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Резисторы – это элементы для построения электрических схем, предназначенные для контроля и регулирования величины силы тока. Разделяют на постоянные, переменные, подстроечные. Для идентификации постоянных резисторов SMD – устройств, монтируемых на поверхность, – все производители разработали буквенно-цифровые обозначения для крупных элементов и цветовой код для деталей очень маленьких размеров.

Читать полностью1140

#маркировка резиторов #резисторы

Область применения и принцип работы варикапа

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Варикап – полупроводниковый диод, главным параметром которого является изменяемая под напряжением емкость. В устройстве применяется зависимость емкости p-n перехода и приложенного обратного напряжения.

Читать полностью7999

#варикапы

Маркировка конденсаторов

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Выбор конденсаторов по маркировке – процесс достаточно сложный, поскольку разные производители используют различные системы кодирования. Особенно трудно прочесть зашифрованную информацию на незначительной поверхности маленьких конденсаторов.

Читать полностью6981

#конденсаторы #маркировка конденсаторов

Виды и классификация диодов

24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник

Диод – электронный прибор с двумя (иногда тремя) электродами, обладающий односторонней проводимостью. В этой статье вы найдёте подробную классификацию диодов по видам, характеристикам, материалам изготовления и сфере использования.

Читать полностью2418

#диоды

Zener Diodes — Полное руководство

Наше руководство разработано, чтобы помочь вам понять, что такое стабилитроны, их характеристики и принципы работы.

Что такое стабилитрон?

Зенеровские диоды представляют собой дискретные полупроводниковые устройства на силиконовой основе , которые позволяют току течь в двух направлениях — либо в обратном, либо прямом направлении. Диоды состоят из сильно легированного кремнийорганического перехода P-N, который предназначен для проведения в обратном направлении после достижения определенного порога напряжения.

Стабилитроны имеют заданное обратное напряжение пробоя. Когда это достигается, они начинают проводить ток и продолжают непрерывно работать в обратном направлении смещения, не вызывая повреждений. Одно из основных преимуществ диодов Зенера заключается в том, что переменный диапазон напряжений по-прежнему будет поддерживать постоянное падение напряжения на диоде. В результате стабилитроны можно использовать для регулирования напряжения.

Просмотреть все стабилитроны

Характеристики стабилитронов

Стабилитроны работают аналогично обычным диодам в режиме прямого смещения. Они имеют напряжение смещения включения от 0,3 до 0,7 В. При подключении в обратном режиме в большинстве приложений возникает небольшой ток утечки. Когда обратное напряжение увеличивается до установленного напряжения пробоя, через диод будет протекать ток. Когда ток увеличивается до максимума (определяемого последовательно соединенными резисторами), он стабилизируется и остается постоянным в широком диапазоне приложенного напряжения.

Независимо от значения тока, протекающего через диод, напряжение остается почти постоянным. Это также имеет место при больших изменениях тока, при условии, что ток диода остается между максимальным током и током пробоя.

Сильный самоконтроль стабилитрона очень полезен, когда речь идет о регулировании и стабилизации изменений нагрузки или питания в зависимости от источника напряжения. Это делает его ключевой характеристикой, поскольку позволяет использовать диод в различных приложениях регуляторов напряжения.

Характеристики стабилитрона

Некоторые характеристики зависят от конкретного стабилитрона. К ним относятся рассеиваемая мощность, номинальное рабочее напряжение и максимальный обратный ток. Дополнительные стандартные спецификации включают:

• Напряжение Зенера  – это относится к обратному напряжению пробоя. Это колеблется от 2,4 В до 200 В, в зависимости от конкретного диода
.
• Ток (максимальный)  – максимальный ток при номинальном напряжении Зенера. Может варьироваться от 200 мкА до 200 А
• Ток (минимальный)  — минимальный ток, необходимый при напряжении Зенера для пробоя диода. Обычно это от 5 мА до 10 мА
• Номинальная мощность  – максимальное значение рассеиваемой мощности диода, включая ток, протекающий через диод, и напряжение на нем. Стандартные значения включают 400 мВт, 500 мВт, 1 Вт и 5 Вт. Для диодов поверхностного монтажа типичные значения составляют 200 мВт, 350 мВт, 500 мВт и 1 Вт
.
• Допустимое отклонение напряжения  – обычно ±5%
• Температурная стабильность  – самые стабильные диоды обычно примерно на 5 В
• Сопротивление Зенера  – сопротивление диода
.

Применение стабилитронов

Стабилитроны используются в ряде приложений, включая:

• Регулирование напряжения
• Опорное напряжение
• Подавление перенапряжения
• Переключение приложений
• Цепи клипера

Можно использовать стабилитрон для создания стабилизированного выходного напряжения с малыми пульсациями в условиях переменного тока нагрузки. При использовании подходящего токоограничивающего резистора для пропускания незначительного тока от источника напряжения через диод будет проходить достаточный ток для поддержания требуемого падения напряжения. При изменении значения нагрузки среднее выходное напряжение также изменяется. Однако добавление стабилитрона может обеспечить равномерное выходное напряжение.

При этом следует также отметить, что стабилитроны могут иногда создавать электрические помехи в источнике постоянного тока, поскольку они работают для стабилизации напряжения. Это хорошо для большинства приложений, но добавление развязывающего конденсатора большой емкости к выходу диода может решить проблему, обеспечив дополнительное сглаживание.

Поскольку стабилитроны могут работать в условиях обратного смещения, их можно использовать в схемах регуляторов напряжения для поддержания постоянного выходного напряжения постоянного тока. Это постоянное напряжение может поддерживаться, несмотря на любые изменения входного напряжения или изменения тока нагрузки.

Эта схема регулятора напряжения содержит токоограничивающий резистор, включенный последовательно с входным напряжением. Затем диод и нагрузка должны быть подключены параллельно. Выходное стабилизированное напряжение и напряжение пробоя диода всегда будут одинаковыми.

Использование стабилитронов и рабочие приложения

Стабилитроны также используются в современных приложениях, таких как смартфоны и устройства Android. Многие из таких применений связаны с технологией Bluetooth. В среднем стандартному устройству Bluetooth для работы требуется около 3 В. В этом приложении стабилитрон будет использоваться для подачи необходимых 3 В на устройство с поддержкой Bluetooth.

Как работает стабилитрон?

Принцип работы стабилитрона определяется причиной пробоя диода в условиях обратного смещения. Обычно есть два типа — стабилитрон и лавинный.

Пробой стабилитрона

Пробой стабилитрона происходит при обратном напряжении смещения от 2 В до 8 В. Напряженности электрического поля достаточно, чтобы приложить силу к валентным электронам, отделив их от ядер — даже при таком низком напряжении. Этот процесс формирует подвижные электронно-дырочные пары, что увеличивает протекание тока.

Пробой стабилитрона обычно происходит для высоколегированных диодов с большим электрическим полем и низким напряжением пробоя. По мере повышения температуры валентные электроны получают больше энергии, поэтому требуется меньшее внешнее напряжение. Это также означает, что напряжение пробоя стабилитрона уменьшается вместе с температурой.

Лавинный пробой

Пробой напряжения также происходит в условиях обратного смещения, при минимальном напряжении 8 В, для светолегированных диодов, которые имеют большое напряжение пробоя. Электроны, проходящие через диод, сталкиваются с электронами ковалентной связи, разрывая ее. Скорость электронов увеличивается по мере увеличения напряжения, а это означает, что ковалентные связи легче разрушаются. Следует также отметить, что напряжение лавинного пробоя растет вместе с температурой.

Что такое символ стабилитрона?

На изображениях изображен стандартный символ стабилитрона, используемый на принципиальной схеме.

Этот символ показывает, как присутствие стабилитрона будет отмечено на принципиальной схеме. Точно так же, если вы видите этот символ на принципиальной схеме, это означает, что в этой точке цепи присутствует стабилитрон.

Эта диаграмма построена на основе приведенной выше и показывает дополнительную информацию о стабилитроне. В верхней строке диаграммы показан символ диода плюс плюс и минус, связанные с анодом и катодом. Нижняя строка диаграммы показывает то же самое, за исключением упрощенной версии реалистичного диода, в отличие от символа диода Зенера.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли подключить несколько стабилитронов последовательно?

Можно соединить несколько стабилитронов последовательно, и обычно это делается для достижения определенного напряжения стабилитрона. Однако, если вы используете несколько диодов, вы также должны контролировать ток Зенера и не допускать превышения максимального значения. Это связано с тем, что максимально допустимый ток Зенера становится равным наименьшему диоду, подключенному последовательно. Это также означает, что в сценарии, когда два стабилитрона соединены последовательно, один из них не будет демонстрировать заявленный ток или напряжение Зенера, если диоды не имеют одинаковых характеристик тока Зенера.

В чем разница между стабилитроном и диодом?

Диод — это полупроводниковый прибор , проводящий ток в одном направлении (однонаправленный). Стабилитроны также являются полупроводниковыми устройствами, но ключевое отличие состоит в том, что они проводят ток как при прямом, так и при обратном смещении. Еще одно важное различие между этими двумя типами — интенсивность легирования. Обычные диоды обычно имеют умеренное легирование, тогда как стабилитроны имеют более сильное легирование, чтобы обеспечить более резкое напряжение пробоя.

Related Guides

Contact us

03457 201201

Follow us on

We accept

Our Services

• BOMs
• Calibration
• Delivery option
• Order History
• Quotes
• Returns
• Schedule orders
• DesignSpark

Правовая информация

• Политика в отношении файлов cookie
• Безопасность электронной почты
• Политика конфиденциальности
• Условия веб-сайта
• Terms and Conditions of Sale

About RS

• About Us
• Careers
• Corporate Group
• Events
• ESG
• Our Certifications
• Press Centre
• Worldwide

© RS Components Ltd. Birchington Road , Corby, Northants, NN17 9RS, UK

Стабилитроны, рабочие, эталонные и для приложений

Зенеровский диод — это один из типов диодов, который часто используется на любом стенде электроники. Это связано с тем, что стабилитроны почти всегда используются в цепях питания и схемах формирования волны. Стабилитроны аналогичны обычным диодам с PN-переходом, но сильно легированы. Это заставляет диод вести себя иначе, чем сигнальный диод, когда он работает в области обратного смещения.

И сигнальный диод, и стабилитрон работают одинаково в области прямого смещения. При обратном смещении сигнальный диод блокирует любой ток от катода к аноду. Только незначительная величина обратного тока, включая обратный ток насыщения и ток тела, протекает через диод в диапазоне нА или мкА. Этот ток настолько мал по сравнению с любым током цепи, что он не может управлять какой-либо нагрузкой. Ток цепи обычно находится в диапазоне мА. Когда обратное напряжение превышает определенное напряжение, называемое напряжением колена, ток через диод от катода к аноду возрастает экспоненциально, вскоре достигая уровня тока цепи. В этот момент поврежден сигнальный диод или силовой диод. Сигнальные диоды часто размыкаются, а силовые диоды замыкаются при повреждении. Поэтому сигнальный диод и силовой диод всегда допускают протекание тока только в одном направлении, т. е. от анода к катоду. Любое чрезмерное напряжение, приложенное для протекания тока от катода к аноду, разрушает диод.

Стабилитрон другой. Он пропускает ток в обоих направлениях. Однако обратный ток (от катода к аноду) может протекать только тогда, когда обратное напряжение выше точно номинального напряжения, т. е. напряжения Зенера. Когда стабилитрон проводит ток цепи в условиях обратного смещения, он понижает напряжение стабилитрона на нем и позволяет результирующему току цепи течь через него.  

Что такое диод Зенера?
Зенеровский диод — это сильнолегированный полупроводниковый диод, предназначенный для работы в обратном направлении (от катода к аноду). Эти диоды предназначены для обратного пробоя при резком, четко определенном «обратном напряжении», так что они могут работать в области обратного смещения без пробоя. Удельное напряжение, при котором стабилитрон имеет обратный пробой, называется «напряжением Зенера». Стабилитроны доступны с широким диапазоном напряжений Зенера, обычно от 1,8 В до 200 В. Диод Зенера проводит ток только в обратном смещении, когда приложенное напряжение выше, чем его напряжение Зенера.

Электрический символ стабилитрона отличается от обычного диода. Обычный диод (сигнальный или силовой) показан в цепи следующим символом.

Следующий символ показывает диод Зенера.

Обратите внимание на загнутые края полосы на символе стабилитрона. На принципиальной схеме важно отличать стабилитрон от обычного диода. Обычные диоды не проводят ток в ответ на любое обратное напряжение и действуют как разомкнутая цепь. Диод Зенера проводит от катода к аноду, если обратное напряжение больше, чем его напряжение Зенера. Этот факт необходимо всегда учитывать при анализе данной схемы.

Принцип работы стабилитрона
Зенеровский диод представляет собой сильнолегированный полупроводниковый диод. Обычный полупроводниковый диод с обратным насыщением страдает от лавинного пробоя, когда приложенное напряжение превышает напряжение колена. Лавинный пробой в обычных диодах приводит либо к их разрыву, что приводит к разомкнутой цепи (часто в случае сигнальных диодов), либо к короткому замыканию (часто в случае силовых диодов).

Стабилитроны при обратном насыщении имеют два вида пробоя – лавинный пробой и стабилитрон. Зенеровский диод не выходит из строя ни при пробое Зенера, ни при лавинном пробое.

Когда на обычный полупроводниковый диод подается обратное напряжение, его область обеднения расширяется из-за воздействия приложенных электрических полей. Ширина области обеднения продолжает увеличиваться по мере увеличения приложенного обратного напряжения. Все это время от катода к аноду течет небольшой обратный ток насыщения за счет неосновных носителей заряда. При определенном обратном напряжении, напряжении «колена», неосновные носители заряда имеют достаточную кинетическую энергию из-за электрического поля в обедненной области, чтобы они начали сталкиваться с неподвижными ионами, выбивая больше свободных электронов. Вновь генерируемые свободные электроны также получают аналогичную кинетическую энергию из-за электрического поля в обедненной области. Они также сталкиваются с неподвижными ионами, выбивая еще большее количество свободных электронов. Это работает как цепная реакция, аккумулирующая большое количество тока через область истощения, в результате чего диод становится проводящим. Это называется «лавинным» пробоем.

Стабилитрон имеет другой вид пробоя при обратном смещении. Это называется пробой Зинера, который происходит еще до пробоя Лавины. Зенеровский диод сильно легирован. В нем больше атомов примеси, чем в обычном диоде, поэтому в обедненной области больше ионов. Из-за большего количества ионов обедненная область стабилитрона очень тонкая. В обедненной области электрическое поле сильнее из-за ее малой ширины. За счет сильного электрического поля в области обеднения валентные электроны ионов попадают в зону проводимости, и от катода к аноду начинает протекать большой ток.

Обратите внимание, что Лавинный пробой возникает в результате столкновения неосновных носителей заряда с ионами в обедненной области. В то же время пробой Зинера является квантовым явлением, которое происходит из-за того, что валентные электроны перемещаются из валентной зоны в зону проводимости под действием электрического поля через узкую область обеднения.

Пробой Зенера происходит до пробоя «Лавины». Лавинный пробой не происходит при определенном напряжении и во многом зависит от условий работы диода и схемы. Пробой Зенера происходит при резком напряжении, напряжении Зенера, которое задается уровнем легирования диода. Как только стабилитрон выходит из строя, он становится проводящим от катода к аноду, и вероятность «лавинного» пробоя отсутствует.

Когда стабилитрон начинает проводить ток в обратном смещении, падение напряжения на нем фиксируется на уровне напряжения Зенера, на которое не влияют изменения напряжения источника. Однако ток через стабилитрон может варьироваться в зависимости от тока цепи, потребляемого нагрузкой. Как только ток нагрузки установится, ток через стабилитрон также стабилизируется.

Зенеровские диоды используют оба явления – зенеровский пробой и лавинный пробой. Если напряжение стабилитрона достигает 6 В, он начинает проводить обратное смещение при напряжении стабилитрона из-за пробоя стабилитрона. Если номинальное напряжение Зенера превышает 6 В, стабилитрон проводит лавинный пробой при номинальном напряжении. Диоды Зенера проводят более высокий ток, когда они проводят ток из-за лавинного пробоя, чем когда они проводят из-за стабилитрона.

Когда стабилитрон смещен в прямом направлении, он работает как обычный диод. Из-за высокого легирования максимальный номинальный прямой ток стабилитрона всегда выше, чем у обычных диодов.

Упаковка для стабилитронов
Стабилитроны поставляются как в корпусах для сквозных отверстий, так и в корпусах для поверхностного монтажа. Модели со сквозным отверстием обычно имеют стеклянную капсулу для рассеивания высокой мощности. Оба вида упаковок имеют полосу на одном конце для обозначения катода.

Подключение стабилитрона в цепь
В цепи/сети стабилитрон может быть подключен либо к нагрузке последовательно с диодом, либо к нагрузке, подключенной параллельно диоду. Зенеровский диод всегда подключен для работы в обратном направлении.

Когда стабилитрон подключен последовательно к нагрузке, приложенное напряжение падает на напряжение стабилитрона диода, а оставшееся напряжение появляется на анодном конце стабилитрона. Обычно резистор подключается последовательно со стабилитроном. Этот резистор и оставшееся сопротивление цепи нагрузки определяют ток через стабилитрон. Такой же ток протекает через нагрузку и стабилитрон.

Когда стабилитрон подключен к нагрузке параллельно, то же напряжение применяется к сети нагрузки до тех пор, пока приложенное напряжение не станет меньше напряжения стабилитрона. Когда приложенное напряжение превышает напряжение Зенера, в цепи нагрузки появляется только падение напряжения Зенера на диоде. Таким образом, напряжение в сети нагрузки никогда не выходит за пределы напряжения Зенера. Теперь ток через сеть нагрузки зависит от напряжения Зенера и сопротивления нагрузки. Если резистор или другая сеть уже подключены последовательно к стабилитрону (и сети нагрузки) перед источником напряжения, ток уже ограничен этим резистором или сетью.

Артикул стабилитрона
Доступны сотни моделей стабилитронов. В следующей таблице перечислены некоторые популярные стабилитроны.

Применение стабилитронов
Обратите внимание, что этот список не является исчерпывающим. Этот список является лишь попыткой перечислить популярные стабилитроны с стабилитронами до 6В. Эта таблица может служить отправной точкой для изучения диодов Зенера.

Зенеровский диод имеет следующие общие применения:

1. Опорное напряжение: Когда цепь нагрузки должна питаться фиксированным напряжением, ее можно подключить параллельно стабилитрону с тем же напряжением Зенера. Таким образом, напряжение на нагрузочном устройстве/сети будет таким же, как напряжение Зенера, но никогда не превысит его. Источник напряжения для стабилитрона должен быть больше, чем напряжение стабилитрона; в противном случае стабилитрон не пойдет в проводимость в обратном направлении, и на нагрузке появится приложенное напряжение меньше напряжения стабилитрона.

Обратите внимание, что это не идеальное регулирование напряжения. В приведенной выше схеме ток нагрузки ограничен сопротивлением. Напряжение на нагрузке может варьироваться в зависимости от тока, потребляемого самой нагрузкой. Напряжение также может изменяться в зависимости от температуры.

2. Многоканальный источник питания. Многоканальный источник питания может быть разработан с использованием нескольких стабилитронов. Стабилитроны могут быть соединены последовательно для обеспечения различных падений напряжения вместе. Это то же самое, что использовать стабилитрон для опорного напряжения. Один стабилитрон используется в простом источнике опорного напряжения для обеспечения фиксированного падения напряжения в сети нагрузки. Несколько стабилитронов используются в многоканальном источнике питания для обеспечения симметричного и/или возрастающего падения напряжения. Помните, что ток через стабилитроны должен быть достаточным для питания сети нагрузки. Для этого сами стабилитроны должны иметь соответствующую номинальную мощность, а также не должно быть сети или сопротивления, ограничивающих ток через стабилитроны сверх требуемых уровней тока на нагрузке. Ниже показана симметричная шина питания с диодами Зенера.

Ниже приведена еще одна многоканальная схема питания с использованием стабилитронов.

3. Ограничение напряжения: Сигналы переменного тока могут быть ограничены с помощью стабилитрона. Если пиковая амплитуда сигнала переменного тока равна Vpeak high, стабилитрон с напряжением стабилитрона Vz может зафиксировать положительный пик на Vz, подключив выход к катоду стабилитрона и подключив анод стабилитрона к земле. Уровень фиксированного сигнала можно увеличить выше Vz, подключив положительную шину с требуемым приращением к аноду стабилитрона, а не к земле. Это также полностью удалит отрицательный цикл из вывода.

Даже два стабилитрона можно соединить последовательно в противоположных направлениях, чтобы получить симметричную фиксацию входного сигнала переменного тока.

4. Преобразование напряжения – стабилитрон можно использовать для сглаживания входного напряжения регулятора напряжения. Подключив стабилитрон последовательно с источником напряжения к регулятору напряжения, можно снизить входное напряжение источника на Vz. По сравнению с резистором, снижающим напряжение, стабилитрон на своем месте может выдерживать все изменения тока нагрузки на другом конце регулятора напряжения.

Как выбрать стабилитрон
Двумя наиболее важными факторами, определяющими выбор стабилитрона для данного приложения, являются его «стабилитронное напряжение» и номинальная мощность. Стабилитрон должен выбираться по напряжению Зенера, которое должно падать при его последовательном соединении, или должно обеспечиваться при параллельном соединении.