Стабилитрон - гэта што такое і для чаго ён патрэбны?

Стабилитрон - гэта паўправадніковы дыёд з унікальнымі ўласцівасцямі. Калі звычайны паўправаднік пры зваротным ўключэнні з'яўляецца ізалятарам, то ён выконвае гэтую функцыю да пэўнага росту велічыні прыкладзенай напругі, пасля чаго адбываецца лавінападобны зварачальны прабой. Пры далейшым павелічэнні які праходзіць праз стабилитрон зваротнага току напружанне працягвае заставацца сталым за кошт прапарцыянальнага памяншэння супраціву. Такім шляхам атрымоўваецца дамагчыся рэжыму стабілізацыі.

У зачыненым стане праз стабилитрон спачатку праходзіць невялікі ток уцечкі. Элемент паводзіць сябе як рэзістар, велічыня супраціву якога вялікая. Пры прабоі супраціў стабилитрона становіцца нязначным. Калі далей працягваць павышаць напружанне на ўваходзе, элемент пачынае грэцца і пры перавышэнні токам дапушчальнай велічыні адбываецца незваротны цеплавой прабой. Калі справа не даводзіць да яго, пры змене напругі ад нуля да верхняй мяжы працоўнай вобласці ўласцівасці стабилитрона захоўваюцца.

Калі наўпрост ўключаецца стабилитрон, характарыстыкі не адрозніваюцца ад дыёда. Пры падключэнні плюсу да p-вобласці, а мінусу - да n-вобласці супраціў пераходу мала і ток праз яго свабодна працякае. Ён нарастае з павелічэннем уваходнай напругі.

Стабилитрон - гэта асаблівы дыёд, які падключаецца большай часткай у зваротным кірунку. Элемент спачатку знаходзіцца ў закрытым стане. Пры ўзнікненні электрычнага прабоя стабилитрон напружання падтрымлівае яго пастаянным ў вялікім дыяпазоне току.

На анод падаецца мінус, а на катод - плюс. За межамі стабілізацыі (ніжэй пункту 2) адбываецца перагрэў і павышаецца верагоднасць выхаду элемента з ладу.

характарыстыкі

Параметры стабилитронов наступныя:

• U _арт - напружанне стабілізацыі пры намінальным токе I _арт;
• I _{арт min} - мінімальны ток пачатку электрычнага прабоя;
• I _{арт max} - максімальны дапушчальны ток;
• ТКН - тэмпературны каэфіцыент.

У адрозненне ад звычайнага дыёда, стабилитрон - гэта паўправадніковай прылада, у якога на вольт-ампернай характарыстыцы галіне электрычнага і цеплавога прабоя досыць далёка размешчаны адзін ад аднаго.

З максімальна дапушчальным токам звязаны параметр, часта паказваны ў табліцах - магутнасць рассейвання:

_P max = I _{арт max} ∙ U _арт.

Залежнасць працы стабилитрона ад тэмпературы можа быць як з станоўчым ТКН, так і адмоўным. Пры паслядоўным падключэнні элементаў з рознымі па знаках каэфіцыентамі ствараюцца прэцызійныя стабилитроны, не залежныя ад нагрэву або ахладжэння.

схемы ўключэння

Тыпавая схема простага стабілізатара, складаецца з баластнага супраціву R _б і стабилитрона, шунтирующего нагрузку.

У некаторых выпадках адбываецца парушэнне стабілізацыі.

1. Падача на стабілізатар вялікага напружання ад крыніцы сілкавання пры наяўнасці на выхадзе фільтруе кандэнсатара. Кідкі току пры яго зарадцы могуць выклікаць выхад з ладу стабилитрона або разбурэнне рэзістара R _б.
2. Адключэнне нагрузкі. Пры падачы на ўваход максімальнага напружання ток стабилитрона можа перавысіць дапушчальны, што прывядзе да яго разагрэве і разбурэння. Тут важна выконваць пашпартную вобласць бяспекі працы.
3. Супраціў R _б падбіраецца невялікім, каб пры мінімальна магчымай велічыні напружання харчавання і максімальна дапушчальным току на нагрузцы стабилитрон знаходзіўся ў рабочай зоне рэгулявання.

Для абароны стабілізатара прымяняюцца тырыстарнага схемы абароны або топкія засцерагальнікі.

Рэзістар R _б разлічваецца па формуле:

R _б = (U _піт - U _ном) (I _ст + I _н).

Ток стабилитрона I _арт выбіраецца паміж дапушчальнымі максімальным і мінімальным значэннямі, у залежнасці ад напружання на ўваходзе U _піт і току нагрузкі I _н.

выбар стабилитронов

Элементы маюць вялікі роскід па напрузе стабілізацыі. Каб атрымаць дакладнае значэнне U _н, стабилитроны падбіраюцца з адной партыі. Ёсць тыпы з больш вузкім дыяпазонам параметраў. Пры вялікай магутнасці рассейвання элементы усталёўваюць на радыятары.

Для разліку параметраў стабилитрона неабходныя зыходныя дадзеныя, напрыклад, такія:

• U _піт = 12-15 В - напружанне ўваходу;
• U _арт = 9 В - стабілізаваць напружанне;
• R _н = 50-100 мА - нагрузка.

Параметры характэрныя для прылад з невялікім спажываннем энергіі.

Для мінімальнага уваходнага напружання 12 У ток на нагрузцы выбіраецца па максімуму - 100 ма. Па законе Ома можна знайсці сумарную нагрузку ланцуга:

_R Σ = 12 У / 0,1 А = 120 Ом.

На стабилитроне падзенне напружання складае 9 У. Для току 0,1 А эквівалентная нагрузка складзе:

R _экв = 9 У / 0,1 А = 90 Ом.

Зараз можна вызначыць супраціў баласта:

R _б = 120 Ом - 90 Ом = 30 Ом.

Яно выбіраецца з стандартнага шэрагу, дзе значэнне супадае з разліковым.

Максімальны ток праз стабилитрон вызначаецца з улікам адключэння нагрузкі, каб ён не выйшаў з ладу ў выпадку, калі які-небудзь провад отпаяется. Падзенне напружання на рэзістары складзе:

U _R = 15 - 9 = 6 В.

Затым вызначаецца ток праз рэзістар:

I _R = 6/30 = 0,2 А.

Паколькі стабилитрон падлучаны да яго паслядоўна, _I c = I _R = 0,2 А.

Магутнасць рассейвання складзе P = 0,2 ∙ 9 = 1,8 Вт.

Па атрыманых параметрах падбіраецца прыдатны стабилитрон Д815В.

сіметрычны стабилитрон

Сіметрычны дыёдны тырыстар ўяўляе сабой пераключалы прыбор, які праводзіць пераменны ток. Асаблівасцю яго працы з'яўляецца падзенне напружання да некалькіх вольт пры ўключэнні ў дыяпазоне 30-50 В. Яго можна замяніць двума сустрэчна уключанымі звычайнымі стабилитронами. Прылады ўжываюць у якасці пераключалых элементаў.

аналаг стабилитрона

Калі не ўдаецца падабраць падыходны элемент, выкарыстоўваюць аналаг стабилитрона на транзістарах. Іх перавагай з'яўляецца магчымасць рэгулявання напругі. Для гэтага можна ўжываць ўзмацняльнікі сталага току з некалькімі прыступкамі.

На ўваходзе усталёўваюць дзельнік напругі з падладкавым рэзістарам R1. Калі уваходнае напружанне ўзрастае, на базе транзістара VT1 яно таксама павялічваецца. Пры гэтым расце ток праз транзістар VT2, які кампенсуе павелічэнне напружання, падтрымліваючы тым самым яго стабільным на выхадзе.

маркіроўка стабилитронов

Выпускаюцца шкляныя стабилитроны і стабилитроны ў пластыкавых карпусах. У першым выпадку на іх наносяцца 2 лічбы, паміж якімі размяшчаецца літара V. Надпіс 9V1 пазначае, што U _арт = 9,1 В.

На пластыкавым корпусе надпісы расшыфроўваюцца з дапамогай даташита, дзе таксама можна даведацца іншыя параметры.

Цёмным кольцам на корпусе пазначаецца катод, да якога падключаецца плюс.

заключэнне

Стабилитрон - гэта дыёд з адмысловымі ўласцівасцямі. Годнасцю стабилитронов з'яўляецца высокі ўзровень стабілізацыі напружання пры шырокім дыяпазоне змены працоўнага току, а таксама простыя схемы падключэння. Для стабілізацыі малога напружання прыборы ўключаюць у прамым напрамку, і яны пачынаюць працаваць як звычайныя дыёды.