максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Как работает стабилитрон

Немного теории

Стабильная зарплата, стабильная жизнь, стабильное государство. Последнее не про Россию, конечно :-). Если глянуть в толковый словарик, то можно толково разобрать, что же такое «стабильность». На первых строчках Яндекс мне сразу выдал обозначение этого слова: стабильный — это значит постоянный, устойчивый, не изменяющийся.

Но чаще всего этот термин используется именно в электронике и электротехнике. В электронике очень важны постоянные значения какого-либо параметра. Это может быть сила тока, напряжение, частота сигнала и другие его характеристики. Отклонение сигнала от какого-либо заданного параметра может привести к неправильной работе радиоэлектронной аппаратуры и даже к ее поломке. Поэтому, в электронике очень важно, чтобы все стабильно работало и не давало сбоев.

В электронике и электротехнике стабилизируют напряжение. От значения напряжения зависит работа радиоэлектронной аппаратуры. Если оно изменится в меньшую, или даже еще хуже, в большую сторону, то аппаратура в первом случае может неправильно работать, а во втором случае и вовсе колыхнуть ярким пламенем.

Для того, чтобы не допустить взлетов и падения напряжения, были изобретены различные стабилизаторы напряжения. Как вы поняли из словосочетания, они используются чтобы стабилизировать «играющее» напряжение.

Стабилитрон или диод Зенера

Самым простым стабилизатором напряжения в электронике является радиоэлемент стабилитрон. Иногда его еще называют диодом Зенера. На схемах стабилитроны обозначаются примерно так:

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Вывод с «кепочкой» называется также как и у диода — катод, а другой вывод — анод.

Стабилитроны выглядят также, как и диоды. На фото ниже, слева популярный вид современного стабилитрона, а справа один из образцов Советского Союза

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Если присмотреться поближе к советскому стабилитрону, то можно увидеть это схематическое обозначение на нем самом, указывающее, где у него находится катод, а где анод.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Напряжение стабилизации

Самый главный параметр стабилитрона — это конечно же, напряжение стабилизации. Что это за параметр?

Давайте возьмем стакан и будем наполнять его водой…

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Сколько бы воды мы не лили в стакан, ее излишки будут выливаться из стакана. Думаю, это понятно и дошкольнику.

Теперь по аналогии с электроникой. Стакан — это стабилитрон. Уровень воды в полном до краев стакане — это и есть напряжение стабилизации стабилитрона. Представьте рядом со стаканом большой кувшин с водой. Водой из кувшина мы как раз и будем заливать наш стакан водой, но кувшин при этом трогать не смеем. Вариант только один — лить воду из кувшина, пробив отверстие в самом кувшине. Если бы кувшин был меньше по высоте, чем стакан, то мы бы не смогли лить воду в стакан. Если объяснить языком электроники — кувшин обладает «напряжением» больше, чем «напряжение» стакана.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Так вот, дорогие читатели, в стакане заложен весь принцип работы стабилитрона. Какую бы струю мы на него не лили (ну конечно в пределах разумного, а то стакан унесет и разорвет), стакан всегда будет полным. Но лить надо обязательно сверху. Это значит, напряжение, которое мы подаем на стабилитрон, должно быть выше, чем напряжение стабилизации стабилитрона.

Маркировка стабилитронов

Для того, чтобы узнать напряжение стабилизации советского стабилитрона, нам понадобится справочник. Например, на фото ниже советский стабилитрон Д814В:

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Ищем на него параметры в онлайн справочниках в интернете. Как вы видите, его напряжение стабилизации при комнатной температуре примерно 10 Вольт.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Зарубежные стабилитроны маркируются проще. Если приглядеться, то можно увидеть незамысловатую надпись:

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

5V1 — это означает напряжение стабилизации данного стабилитрона составляет 5,1 Вольта. Намного проще, не так ли?

Катод у зарубежных стабилитронов помечается в основном черной полосой

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Как проверить стабилитрон

Как же проверить стабилитрон? Да также как и диод! А как проверить диод, можно посмотреть в этой статье. Давайте же проверим наш стабилитрон. Ставим мультиметр на прозвонку и цепляемся красным щупом к аноду, а черным к катоду. Мультиметр должен показать падение напряжения прямого PN-перехода.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Ну что же, настало время опытов. В схемах стабилитрон включается последовательно с резистором:

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

где Uвх — входное напряжение, Uвых.ст. — выходное стабилизированное напряжение

Если внимательно глянуть на схему, мы получили ни что иное, как Делитель напряжения. Здесь все элементарно и просто:

Или словами: входное напряжение равняется сумме напряжений на стабилитроне и на резисторе.

Эта схема называется параметрический стабилизатор на одном стабилитроне. Расчет этого стабилизатора выходит за рамки данной статьи, но кому интересно, в гугл 😉

Итак, собираем схемку. Мы взяли резистор номиналом в 1,5 Килоом и стабилитрон на напряжение стабилизации 5,1 Вольта. Слева цепляем блок питания, а справа замеряем мультиметром полученное напряжение:

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Теперь внимательно следим за показаниями мультиметра и блока питания:

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Так, пока все понятно, еще добавляем напряжение… Опа на! Входное напряжение у нас 5,5 Вольт, а выходное 5,13 Вольт! Так как напряжение стабилизации стабилитрона 5,1 Вольт, то как мы видим, он прекрасно стабилизирует.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Давайте еще добавим вольты. Входное напряжение 9 Вольт, а на стабилитроне 5,17 Вольт! Изумительно!

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Еще добавляем… Входное напряжение 20 Вольт, а на выходе как ни в чем не бывало 5,2 Вольта! 0,1 Вольт — это ну очень маленькая погрешность, ей можно даже в некоторых случаях пренебречь.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Думаю, не помешало бы рассмотреть Вольт амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона. Выглядит она примерно как-то так:

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Iпр — прямой ток, А

Uпр — прямое напряжение, В

Эти два параметра в стабилитроне не используются

Uобр — обратное напряжение, В

Uст — номинальное напряжение стабилизации, В

Iст — номинальный ток стабилизации, А

Номинальный — это значит нормальный параметр, при котором возможна долгосрочная работа радиоэлемента.

Imax — максимальный ток стабилитрона, А

Imin — минимальный ток стабилитрона, А

Iст, Imax, Iminэто сила тока, которая течет через стабилитрон при его работе.

Так как стабилитрон работает именно в обратной полярности, в отличие от диода (стабилитрон подключают катодом к плюсу, а диод катодом к минусу), то и рабочая область будет именно та, что отмечена красным прямоугольником.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Заключение

Раньше, во времена дефицитных деталей и начала расцвета электроники, стабилитрон часто использовался, как ни странно, для стабилизации выходного напряжения блока питания. В старых советских книгах по электронике можно увидеть вот такой участок цепи различных источников питания:

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Слева, в красной рамке, я пометил знакомый вам участок цепи блока питания. Здесь мы получаем постоянное напряжение из переменного. Справа же, в зеленой рамке, схема стабилизации ;-).

В настоящее время трехвыводные (интегральные) стабилизаторы напряжения вытесняют стабилизаторы на стабилитронах, так как они в разы лучше стабилизируют напряжение и обладают хорошей мощностью рассеивания. максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона
Можете посмотреть видео на тему «КАК РАБОТАЕТ СТАБИЛИТРОН (ДИОД ЗЕНЕРА)», рекомендую.

Источник

Что такое Диод Зенера

Стабилитрон – это особый тип диодов, которые также называются зенеровскими. У этого типа есть главная особенность – при подаче напряжения, выше определенного номинала, увеличивается ток на выходе. Диод Зенера, который имеет и другое название – стабилитрон, имеет вид диода, который работает в режиме пробоя обратного смещения перехода. До этого, через него проходит небольшой ток, а утечка очень маленькая, что обуславливается большим сопротивлением.

При пробое, номинал тока моментально возрастает, так как его сопротивление в данный отрезок времени несколько долей Ом. В статье изложены принцип работы, где используются и какие функции они выполняют в современной радиоэлектронике. По теме диодов Зенера в статье представлены два интересных видеоролика и подробная научная статья бонусом для читателя.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Принцип работы стабилитрона

Стабилитрон называют диодом Зенера (от англ. Zener diode) в честь ученого, впервые открывшего явление туннельного пробоя, американского физика Кларенса Мэлвина Зенера (1905 — 1993). Открытый Зенером электрический пробой p-n перехода, связанный с туннельным эффектом, явлением просачивания электронов сквозь тонкий потенциальный барьер, называется теперь эффектом Зенера, который и служит сегодня в полупроводниковых стабилитронах. Физическая картина эффекта заключается в следующем. При обратном смещении p-n перехода энергетические зоны перекрываются, и электроны могут переходить из валентной зоны p-области в зону проводимости n-области, благодаря электрическому полю, это повышает количество свободных носителей заряда, и обратный ток резко возрастает.

Таким образом, главным назначением стабилитрона является стабилизация напряжения. Промышленностью выпускаются полупроводниковые стабилитроны с напряжениями стабилизации от 1,8 В до 400 В, большой, средней и малой мощности, которые отличаются максимально допустимым обратным током. На этой базе изготавливают простые стабилизаторы напряжения. На схемах стабилитроны обозначаются символом похожим на символ диода, с тем лишь отличием, что катод стабилитронов изображается в форме буквы «Г». Стабилитроны скрытой интегральной структуры, с напряжением стабилизации около 7 В — это самые точные и стабильные твердотельные источники опорного напряжения: лучшие их экземпляры характеристически близки к нормальному гальваническому элементу Вестона (эталонный ртутно-кадмиевый гальванический элемент).

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

К стабилитронам особого типа относятся высоковольтные лавинные диоды («TVS-диоды» и «супрессоры»), которые широко применяются в цепях защиты от перенапряжений всевозможной аппаратуры. Как видим, стабилитрон, в отличие от обычного диода, работает на обратной ветви ВАХ. В обычном диоде, если к нему приложить обратное напряжение, может возникнуть пробой по одному из трех путей (или по всем сразу): туннельный пробой, пробой лавинный и пробой вследствие теплового разогрева токами утечки. Тепловой пробой кремниевым стабилитронам не важен, ибо они проектируются так, чтобы или туннельный, или лавинный пробой, либо оба типа пробоя одновременно наступали задолго до тенденции к тепловому пробою.

Серийные стабилитроны на данный момент изготавливаются преимущественно из кремния. Пробой при напряжении ниже 5 В — проявление эффекта Зенера, пробой выше 5 В — проявление лавинного пробоя. Промежуточное напряжение пробоя около 5 В, как правило, является результатом сочетания двух этих эффектов. Напряженность электрического поля в момент пробоя стабилитрона составляет около 30 МВ/м. Пробой стабилитрона происходит в умеренно легированных полупроводниках р-типа и сильно легированных полупроводниках n-типа. При повышении температуры на стыке уменьшается срыв стабилитрона и вклад лавинного пробоя увеличивается.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Характеристики диода Зенера

Стабилитроны имеют следующие типичные характеристики. Vz – напряжение стабилизации. В документации указываются два значения для этого параметра: максимальное и минимальное значение напряжения стабилизации. Iz – минимальный ток стабилизации. Zz – сопротивление стабилитрона. Izk и Zzk– ток и динамическое сопротивление при постоянном токе. Ir и Vr — максимальный ток утечки и напряжение при заданной температуре. Tc — температурный коэффициент. Izrm — максимальный ток стабилизации стабилитрона.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Максимальная рассеиваемая корпусом стабилитрона мощность, обычно лежит в диапазоне от 0,125 до 1 ватта. Этого, как правило, достаточно для нормальной работы цепей защиты от импульсных помех и для построения маломощных стабилизаторов.

Немного теории

Стабильная зарплата, стабильная жизнь, стабильное государство. Последнее не про Россию, конечно :-). Если глянуть в толковый словарик, то можно толково разобрать, что же такое “стабильность”. На первых строчках Яндекс мне сразу выдал обозначение этого слова: стабильный – это значит постоянный, устойчивый, не изменяющийся. Но чаще всего этот термин используется именно в электронике и электротехнике. В электронике очень важны постоянные значения какого-либо параметра. Это может быть сила тока, напряжение, частота сигнала и другие его характеристики. Отклонение сигнала от какого-либо заданного параметра может привести к неправильной работе радиоэлектронной аппаратуры и даже к ее поломке. Поэтому, в электронике очень важно, чтобы все стабильно работало и не давало сбоев.

В электронике и электротехнике стабилизируют напряжение. От значения напряжения зависит работа радиоэлектронной аппаратуры. Если оно изменится в меньшую, или даже еще хуже, в большую сторону, то аппаратура в первом случае может неправильно работать, а во втором случае и вовсе колыхнуть ярким пламенем. Для того, чтобы не допустить взлетов и падения напряжения, были изобретены различные стабилизаторы напряжения. Как вы поняли из словосочетания, они используются чтобы стабилизировать “играющее” напряжение.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Стабилитрон или диод Зенера

Самым простым стабилизатором напряжения в электронике является радиоэлемент стабилитрон. Иногда его еще называют диодом Зенера. На схемах стабилитроны обозначаются примерно так: Вывод с “кепочкой” называется также как и у диода – катод, а другой вывод – анод. Стабилитроны выглядят также, как и диоды. На фото ниже, слева популярный вид современного стабилитрона, а справа один из образцов Советского Союза. Если присмотреться поближе к советскому стабилитрону, то можно увидеть это схематическое обозначение на нем самом, указывающее, где у него находится катод, а где анод.

Напряжение стабилизации

Самый главный параметр стабилитрона – это конечно же, напряжение стабилизации. Что это за параметр? Давайте возьмем стакан и будем наполнять его водой. Сколько бы воды мы не лили в стакан, ее излишки будут выливаться из стакана. Думаю, это понятно и дошкольнику. Теперь по аналогии с электроникой. Стакан – это стабилитрон. Уровень воды в полном до краев стакане – это и есть напряжение стабилизации стабилитрона. Представьте рядом со стаканом большой кувшин с водой. Водой из кувшина мы как раз и будем заливать наш стакан водой, но кувшин при этом трогать не смеем. Вариант только один – лить воду из кувшина, пробив отверстие в самом кувшине.

Если бы кувшин был меньше по высоте, чем стакан, то мы бы не смогли лить воду в стакан. Если объяснить языком электроники – кувшин обладает “напряжением” больше, чем “напряжение” стакана. Так вот, дорогие читатели, в стакане заложен весь принцип работы стабилитрона. Какую бы струю мы на него не лили (ну конечно в пределах разумного, а то стакан унесет и разорвет), стакан всегда будет полным. Но лить надо обязательно сверху. Это значит, напряжение, которое мы подаем на стабилитрон, должно быть выше, чем напряжение стабилизации стабилитрона.

Маркировка стабилитронов

Для того, чтобы узнать напряжение стабилизации советского стабилитрона, нам понадобится справочник. Например, на фото ниже советский стабилитрон Д814В: Ищем на него параметры в онлайн справочниках в интернете. Как вы видите, его напряжение стабилизации при комнатной температуре примерно 10 Вольт. Зарубежные стабилитроны маркируются проще. Если приглядеться, то можно увидеть незамысловатую надпись:

5V1 – это означает напряжение стабилизации данного стабилитрона составляет 5,1 Вольта. Намного проще, не так ли?

Катод у зарубежных стабилитронов помечается в основном черной полосой.

Как проверить стабилитрон

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Думаю, не помешало бы рассмотреть Вольт амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона. Выглядит она примерно как-то так:

Так как стабилитрон работает именно в обратной полярности, в отличие от диода (стабилитрон подключают катодом к плюсу, а диод катодом к минусу), то и рабочая область будет именно та, что отмечена красным прямоугольником. Как мы видим, при каком-то напряжении Uобр у нас график начинает падать вниз. В это время в стабилитроне происходит такая интересная штука, как пробой. Короче говоря, он не может больше наращивать на себе напряжение, и в это время начинается возрастать сила тока в стабилитроне. Самое главное – не переборщить силу тока, больше чем Imax, иначе стабилитрону придет кердык. Самым лучшим рабочим режимом стабилитрона считается режим, при котором сила тока через стабилитрон находится где-то в середине между максимальным и минимальным его значением. На графике это и будет рабочей точкой рабочего режима стабилитрона (пометил красным кружком).

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Заключение

В настоящее время трехвыводные (интегральные) стабилизаторы напряжения вытесняют стабилизаторы на стабилитронах, так как они в разы лучше стабилизируют напряжение и обладают хорошей мощностью рассеивания.

В статье разобраны все аспекты работы стабилитрона. Более детальную информацию можно узнать в статье Лабораторная работа по диодам Зенера. Более подробно об этом можно узнать, прочитав статью Что такое генератор Ганна.В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

Источник

Стабилитрон | Принцип работы и маркировка стабилитронов

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Стабилитрон относится к одному из применяемых радиоэлектронных элементов. Каждый более-менее качественный блок питания содержит узел стабилизации напряжения, которое может изменяться при изменении сопротивления нагрузки либо при отклонении входного напряжения от номинального значения.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Стабилизация напряжения выполняется главным образом с целью обеспечения нормального режима работы остальных радиоэлементов устройства, например микросхем, транзисторов, микроконтроллеров и т.п.

Стабилитроны широко используются в маломощных блоках питания либо в отдельных его узлах, мощность которых редко превышает десятки ватт.

Главное преимущество стабилитронов – их малая стоимость и габариты, поэтому они до сих пор не могут вытисниться интегральными стабилизаторами напряжения типа LM7805 или 78L05 и т.п.

Стабилитрон очень похож на диод, поскольку его полупроводниковый кристалл помещен в аналогичный корпус.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Условное графическое обозначение стабилитрона на чертежах электрических схем также похоже на обозначение диода, только со стороны катода добавлена короткая горизонтальная черточка, направленная в сторону анода.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Принцип работы стабилитрона

Рассмотрим принцип работы стабилитрона на примере схемы его включения и вольт-амперной характеристике. Для выполнения своей основной функции стабилитрон VD соединяется последовательно с резистором Rб и вместе они подключаются к источнику входного нестабилизированного напряжения Uвх. Уже стабилизированное выходное напряжение Uвых снимается только с выводов 2, 3 VD. Поэтому нагрузка Rн подключается к соответствующим точкам 2 и 3. Как видно из схемы, VD и Rб образуют делитель напряжения. Только сопротивление стабилитрон имеет не постоянно значение и называется динамическим, поскольку зависит от величины электрического тока, протекающего через полупроводниковый прибор.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Величина напряжения Uвх, подаваемого на стабилитрон с резисторов должна быть выше на минимум на пару вольт выходного напряжения Uвых, в противном случае полупроводниковый прибор VD не откроется и не сможет выполнять свою основную функцию.

Допустим, в какой-то произвольный момент времени на выходах 1 и 3 значение Uвх начало возрастать. В схеме начнут протекать следующие процессы. С ростом напряжения согласно закону Ома начнет возрастать ток, назовем его входным током Iвх. С увеличением ток возрастет падение напряжения на резисторе Rб, а на VD она останется неизменным (это будет пояснено далее на характеристике), поэтому и Uвых останется на прежнем уровне. Следовательно, прирост входного напряжения упадет или погасится на резисторе Rб. Поэтому Rб называют гасящим или балластным.

Теперь, допустим, изменилась нагрузка, например, снизилось сопротивление Rн, соответственно возрастет и ток Iн. В этом случае снизится ток, протекающий стабилитрон Iст, а Iвх останется практически без изменений.

Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) стабилитрона аналогично ВАХ диода и имеет две ветви: прямую и обратную. Прямая ветвь является рабочей для диода, а обратная ветвь характеризует работу стабилитрона, поэтому он включается в электрическую цепь в обратном направлении (катодом к плюсу, а анодом к минусу) по сравнению с диодом. Поэтому стабилитрон называю опорным диодом, а источник питания с данным полупроводниковым элементом называют опорным источником напряжения. Такой терминологий будем пользоваться и мы.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

На обратной ветви вольт-амперной характеристик опорного диода выделим две характерные точки 1 и 3. Точка 1 отвечает минимальному значению тока стабилизации, который находится в пределах единиц миллиампер. Если ток, протекающий через стабилитрон, будет ниже точки 1, то он не сможет выполнять свои функции (не откроется). В случае превышения тока выше точки 3 опорный диод перегреется и выйдет из строя. Поэтому оптимальной точкой в большинстве случае будет точка посредине обратной ветви ВАХ, то есть точка 2. Тогда при изменении тока в широких пределах (смотрите ось Y) точка 2 будет изменять свое положение, перемещаясь вверх или вниз по обратной ветви, а напряжение будет изменяться незначительно (смотрите ось X).

Встречное, параллельное, последовательное соединение стабилитронов

Для повышения напряжения стабилизации можно последовательно соединять два и более стабилитрона. Например на нагрузке нужно получить 17 В, тогда, в случае отсутствия нужного номинала, применяют опорные диоды на 5,1 В и на 12 В.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Параллельное соединение применяется с целью повышения тока и мощности.

Также стабилитроны находят применение для стабилизации переменного напряжения. В этом случае они соединяются последовательно и встречно.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

В один полупериод переменного напряжения работает один стабилитрон, а второй работает как обычный диод. Во второй полупериод полупроводниковые элементы выполняют противоположные функции. Однако в таком случае форма выходного напряжения будет отличается от входного и выглядит как трапеция. За счет того, что опорный диод будет отсекать напряжение, превышающее уровень стабилизации, верхушки синусоиды будут срезаться.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Маркировка стабилитронов

Маркировка наносится на корпус стабилитрона в виде цифр и букв (или буквы). Различают принципиально два разных типа маркировки. Стабилитрон в стеклянном корпусе имеет привычную для нас маркировку, непосредственно обозначающую номинальное напряжение стабилизации. Цифры могут быть разделены буквой V, выполняющую роль десятичной точки. Например, 5V1 означает 5,1 В.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Менее понятный способ маркировки состоит из четырех цифр и буквы в конце. Если вы не опытный радиолюбитель, то без даташита никак не обойтись. Для примера расшифруем параметры опорного диода серии 1N5349B. Больше всего нас интересует первый столбец, в котором приведено номинальное напряжение 12 В. Второй столбец – номинальное значения ток – 100 мА.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Катод стабилитрона любого типа обозначается кольцом черного или синего цвета, которое наносится на корпус со стороны соответствующего вывода.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Маркировка SMD стабилитронов

Наибольшее распространение получили опорные диоды в стеклянном корпусе и в пластмассовом корпусе с тремя выводами. Маркировка SMD стабилитрона в стеклянном корпусе состоит из цветного кольца, цвет которого обозначает параметры данного полупроводникового прибора.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Если вам встретился SMD стабилитрон с тремя выводами, то следует знать, что один вывод – это «пустышка», то есть он не задействован и применяется лишь для надежной фиксации элемента на печатной плате после пайки. Анод и катод такого экземпляра проще всего определить с помощью мультиметра.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Мощность рассеивания стабилитрона

Мощность рассеивания стабилитрона Pст характеризует его способность не перегреваться выше определенной температуры на протяжении длительного времени. Чем выше значение Pст, тем больше тепла способен рассеять полупроводниковый прибор. Мощность рассеивания рассчитывается для самых неблагоприятных условий работы прибора, поэтому в ниже приведенную формулу подставляют максимально возможное в работе Uвх и наименьшие значения и :

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Существует ряд стандартных номиналом по данному параметру: 0,3 Вт, 0,5 Вт, 1,3 Вт, 5 Вт и т.п. Чем больше Pст, тем больше габариты полупроводникового прибора.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Как проверить стабилитрон

Проверить стабилитрон на предмет исправности довольно просто и быстро можно с помощью простейшего мультиметра. Для этого мультиметр следует перевести в режим «прозвонка», как правило, обозначенный знаком диода. Затем, если положительным щупом мультиметра прикоснуться анода, а отрицательным – катода, то на дисплее измерительного прибора мы увидим некоторое значение падения напряжения на pn-переходе. Поскольку к полупроводниковому прибору приложено прямое напряжение (смотрите прямую ветвь вольт-амперной характеристики), то опорный диод откроется.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Теперь, если щупы мультиметра поменять местами, тем самым приложить к выводам полупроводникового прибора обратное напряжение (смотрите обратную ветвь ВАХ), то он окажется заперт и не будет проводить ток. На дисплее измерительного прибора отобразится единица, обозначающая бесконечно высокое сопротивление.

максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Смотреть картинку максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Картинка про максимальный текущий рейтинг стабилитрона. Фото максимальный текущий рейтинг стабилитрона

Если в обеих случаях мультиметр покажет единицу или будет звенеть, то стабилитрон непригоден.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *