Stabilitron - to je to i za šta je to?

Zenerova dioda je poluprovodnička dioda sa jedinstvenim svojstvima. Ako je konvencionalni poluprovodnik izolator kada se ponovo uključi, on obavlja ovu funkciju sve dok se ne postigne određeno povećanje primijenjenog napona, nakon čega dolazi do reverzibilnog sloma lavine. Sa daljim povećanjem obrtne struje koja prolazi kroz zener diode, napon nastavlja da ostane konstantan zbog proporcionalnog smanjenja otpornosti. Na taj način je moguće postići režim stabilizacije.

U zatvorenom stanju, mala struja curenja prolazi kroz zener diode prvo. Element se ponaša kao otpornik čija je veličina otpora odlična. U slomu, otpor žener diode postaje zanemarljiv. Ako nastavimo da povećavamo napon na ulazu, element počinje da se zagreva i ako struja prelazi dozvoljenu vrednost, dolazi do nepovratnog termičkog sloma. Ako se stvar ne donese, kada se napon promeni od nule do gornje granice radnog područja, osobine zener diode ostaju.

Kada se zener dioda direktno uključi, karakteristike se ne razlikuju od diode. Kada je plus povezan sa p-regijom, a minus u n-region, otpor tranzicije je mali, a struja teče kroz njega. Povećava se s povećanim ulaznim naponom.

Zener dioda je specijalna dioda, povezana uglavnom u suprotnom pravcu. Element je prvi zatvoren. U slučaju električnog raspada, dioda zener diode održava je konstantno u velikom opsegu struje.

Anoda je negativna, a katoda - plus. Ispod stabilizacije (ispod tačke 2) dođe do pregrijavanja i povećava se verovatnoća neuspjeha elementa.

Karakteristike

Parametri zener diode su sledeći:

• U _st - napon stabilizacije u nazivnoj struji I _st ;
• _{St min} - minimalna struja početka električnog udara;
• _{St max} - maksimalna dozvoljena struja;
• TKN - koeficijent temperature.

Za razliku od konvencionalne diode, zener dioda je poluprovodnički uređaj, u kojem su karakteristike struje struje regioni električnog i termičkog raspada dovoljno udaljeni jedan od drugog.

Maksimalna dozvoljena struja je povezana s parametrom, često naznačenom u tabelama - disipacija snage:

P _max = I _{st max} ∙ U _st .

Zavisnost zener diode na temperaturi može biti sa pozitivnim TCR ili negativnim. Kada su elementi povezani u seriji sa različitim koeficijentima, stvore se precizne zener diode, nezavisno od grejanja ili hlađenja.

Šeme inkluzije

Tipična šema jednostavnog stabilizatora, sastoji se od balastnog otpornika R _b i zener diode, premikanja tereta.

U nekim slučajevima postoji povreda stabilizacije.

1. Snabdevanje stabilizatorom velikog napona iz napajanja u prisustvu filtrirajućeg kondenzatora na izlazu. Strujni opterećenja prilikom punjenja mogu prouzrokovati neispravnost zvučne diode ili rušenje otpornika R _b .
2. Isključivanje opterećenja. Kada se maksimalni napon primeni na ulaz, struja zener diode može premašiti dozvoljenu vrednost, što će dovesti do njegovog zagrevanja i uništenja. Važno je posmatrati područje pasoša sigurnog rada.
3. Otpornost R _{b je} odabrana mala, tako da je kod najmanje moguće vrijednosti napona napajanja i maksimalne dozvoljene struje na opterećenju, zener dioda u radnoj kontrolnoj zoni.

Za zaštitu stabilizatora koriste se tiristorska zaštita ili osigurači.

Otpornik R _b izračunava se prema formuli:

R _b = (U _pit - U _nom ) (Ist + _IH ).

Struja Zener diode I je izabrana između dozvoljenih maksimalnih i minimalnih vrednosti, u zavisnosti od napona na ulaznoj U- _jozi i struje opterećenja I _n .

Izbor zener dioda

Elementi imaju širok raspon u stabilizacionom naponu. Da bi dobili tačnu vrednost UH, zener diode se biraju iz iste serije. Postoje tipovi sa užim rasponom parametara. Pri visokoj moći disipacije, elementi se montiraju na radijatore.

Za izračunavanje parametara zener diode, početni podaci su potrebni, na primjer, sljedeće:

• U _pit = 12-15 V - ulazni napon;
• U _st = 9 V - stabilizovani napon;
• R _n = 50-100 mA je opterećenje.

Parametri su tipični za uređaje sa niskom potrošnjom energije.

Za minimalni ulazni napon od 12 V, struja na opterećenju je izabrana na maksimalno 100 mA. Prema Ohmovom zakonu, može se naći ukupno opterećenje lanca:

R _Σ = 12 V / 0,1 A = 120 Ω.

Na zener diode, pad napona je 9 V. Za struju od 0,1 A, ekvivalentno opterećenje je:

R _eq = 9 V / 0,1 A = 90 Ω.

Sada možete odrediti otpornost na balast:

R _b = 120 oma - 90 oma = 30 oma.

Izabran je iz standardne serije, gde se vrednost poklapa sa izračunatom vrijednošću.

Maksimalna struja kroz zener diode se određuje uzimajući u obzir presek opterećenja, tako da ne uspije u slučaju da bilo koja žica nestane. Pad napona preko otpornika će biti:

U _R = 15 - 9 = 6 V.

Potom se utvrdi struja kroz otpornik:

I _R = 6/30 = 0,2 A.

Pošto je zener dioda povezana s njim u nizu, I _c = I _R = 0,2 A.

Rasipanje snage biće P = 0,2 ∙ 9 = 1,8 W.

Prema dobijenim parametrima izabrana je odgovarajuća Zener dioda D815B.

Simetrična zener dioda

Simetrični tiridor dioda je prekidački uređaj koji vrši izmenjivu struju. Karakteristika njegovog rada je pad napona do nekoliko volti kada se uključi u opsegu od 30-50 V. Može se zamijeniti sa dvije konvertorske konvencionalne zener diode. Uređaji se koriste kao prekidači.

Analog zener diode

Kada nije moguće odabrati odgovarajući element, koristite analognu zener diode na tranzistorima. Njihova prednost je mogućnost regulacije napona. Za ovo se mogu koristiti DC pojačala sa više stepena.

Na ulazu je instaliran delilac napona sa trimerom R1. Ako se ulazni napon povećava, takođe se povećava na osnovu tranzistora VT1. Ovo povećava struju kroz tranzistor VT2, koji kompenzuje povećanje napona, čime zadržava stabilan izlaz.

Označavanje zener dioda

Na raspolaganju su staklene zener diode i zener diode u plastičnim kućištima. U prvom slučaju, na njih se stavljaju dva cifara, između kojih se nalazi slovo V. Oznaka 9V1 znači da je U _st = 9,1 V.

Na plastičnom kućištu, natpisi se dešifruju pomoću tehničke tabele, gdje možete saznati i druge parametre.

Tamni prsten na telu označava katodu, na koju je povezan plus.

Zaključak

Zener dioda je dioda sa posebnim svojstvima. Prednost zener dioda je visok nivo stabilizacije napona za širok spektar varijacija radne struje, kao i jednostavne šeme priključaka. Za stabilizaciju niskonaponskih uređaja okrenu se u pravcu naprijed i počinju da rade kao obične diode.