Stabilitrons - tas ir tas, kas tas ir un kas tas ir?

Zenera diode ir pusvadītāju diode arunikālas īpašības. Ja tradicionālais pusvadītājs ir izolators, kad tas atkal tiek ieslēgts, tas veic šo funkciju, līdz tiek panākts zināms palielināts pielietotā sprieguma līmenis, pēc kura notiek lavīnu līdzīgs atgriezenisks sadalījums. Turpmāk palielinot atgriezes strāvu, kas plūst cauri zenera diodei, spriegums nemainās, jo proporcionāli samazinās pretestība. Tādā veidā ir iespējams sasniegt stabilizācijas režīmu.

Slēgtā stāvoklī, izmantojot zenera diode, vispirmsir neliela noplūdes strāva. Elements uzvedas kā rezistors, kura pretestības lielums ir liels. Sadalījumā zenera diožu pretestība kļūst nenozīmīga. Ja mēs turpinām palielināt spriegumu pie ieejas, elements sāk iesildīties un, ja strāva pārsniedz pieļaujamo vērtību, rodas neatgriezenisks siltuma sadalījums. Ja jautājums viņam netiek nogādāts, ja spriegums mainās no nulles līdz darba platības augšējai robežai, tad zenera diožu īpašības paliek.

Kad zenera diode ir tieši ieslēgta,raksturlielumi neatšķiras no diode. Ja plus ir pieslēgts p-reģionam un mīnus n-reģionam, pārejas pretestība ir maza, un caur to brīvi plūst. Tas palielinās, palielinoties ieejas spriegumam.

Zenera diode ir saistīta ar īpašu diodegalvenokārt pretējā virzienā. Elements ir vispirms aizvērts. Ja strāvas avots ir elektrisks, sprieguma zenera diode saglabā to nemainīgu lielā strāvas diapazonā.

Anoda tiek izvadīts mīnuss, un katode - plus. Ārpus stabilizācijas (zem 2. punkta) notiek pārkaršana un palielinās varbūtība, ka elements tiek atteicešies.

Raksturlielumi

Zenera diožu parametri ir šādi:

• U_art. - Stabilizācijas spriegums pie nominālās strāvas I_art.;
• Es_{art. min} - elektriskās bojājuma sākuma minimālā strāva;
• Es_{art. maks} - maksimāli pieļaujamā strāva;
• ТКН - temperatūras koeficients.

Atšķirībā no parastā diode, ir zener diodepusvadītāju ierīce, kas strāvas sprieguma raksturlielumiem elektriskajā un siltuma sadalē ir pietiekami tālu viena no otras.

Ar maksimālo pieļaujamo strāvu bieži tiek saistīts parametrs, bieži norādīts tabulās - jaudas izkliedēšana:

P_maks = I_{art. maks}∙ U_art..

Zenera diode atkarīga no temperatūrasvar būt vai nu ar pozitīvu TKN vai negatīvu. Elementu ar dažādiem koeficientiem virknes savienojuma gadījumā tiek radīti precizitātes zenera diožu, neatkarīgi no apkures vai dzesēšanas.

Iekļaušanas shēmas

Tipiska vienkārša stabilizatora shēma sastāv no balasta pretestības R_b un zener diode, manevrējot slodzi.

Dažos gadījumos notiek stabilizēšanās pārkāpums.

1. Barošana no augstsprieguma stabilizatoraBarošanas avots filtru kondensatora klātbūtnē pie izejas. Uzlādējot pašreizējos tapas, tas var izraisīt zenera diodes darbības traucējumus vai rezistoru R_b.
2. Slodzes atvienošana. Kad piemēro maksimālo ieejas spriegumu Zener diode strāvu var pārsniegt pieļaujamo, kas noved pie tā iznīcināšanu un apkuri. Ir svarīgi noturēt pases zonu.
3. Pretestība R_b ir izvēlēts mazs, lai pēc zemākā iespējamā barošanas sprieguma un maksimālās pieļaujamās strāvas uz slodzi zenera diode atrodas darba kontroles zonā.

Stabilizatora aizsardzībai tiek izmantotas tiristora aizsardzības ķēdes vai drošinātāji.

Rezistors R_b aprēķina pēc formulas:

R_b = (U_bedre - U_nom ) (I_art. + I_Kungs)

Zenera diode pašreizējā I_art. tiek izvēlēts starp pieļaujamo maksimālo un minimālo vērtību atkarībā no sprieguma pie ieejas U_bedre un slodzes strāva I_Kungs.

Zenera diožu izvēle

Elementi ir plaši izplatīti stabilizācijas spriegumā. Lai iegūtu precīzu U vērtību_Kungs, zenera diodes tiek izvēlētas no vienas partijas. Ir veidi ar šaurāku parametru klāstu. Augsta izkliedes jauda elementi ir uzstādīti uz radiatoriem.

Lai aprēķinātu zenera diožu parametrus, sākotnējie dati ir nepieciešami, piemēram, šādi:

• U_bedre = 12-15 V - ieejas spriegums;
• U_art. = 9 V - stabilizēts spriegums;
• R_Kungs = 50-100 mA - slodze.

Parametri ir raksturīgi ierīcēm ar zemu enerģijas patēriņu.

Lai minimālais ieejas spriegums būtu 12 V, slodzes strāva tiek izvēlēta maksimāli 100 mA. Pēc Ombas likuma var atrast ķēdes kopējo slodzi:

R_Σ = 12 V / 0,1 A = 120 Ω.

Zenera diodei sprieguma kritums ir 9 V. Spriegumam 0,1 A ekvivalenta slodze ir:

R_equiv = 9 V / 0,1 A = 90 omi.

Tagad jūs varat noteikt balasta pretestību:

R_b = 120 omi - 90 omi = 30 omi.

To izvēlas no standarta sērijas, kur vērtība sakrīt ar aprēķināto vērtību.

Maksimālo strāvu caur zenera diode nosaka, ņemot vērā slodzes nobloķēšanu, tā, ka tas neizgāžas gadījumā, ja kāds vads pazūd. Sprieguma kritums visā rezistorā ir:

U_R = 15 - 9 = 6 V.

Tad tiek noteikts pašreizējais caur rezistoru:

Es_R = 6/30 = 0,2 A.

Tā kā zenera diode ir saistīta ar to sērijveidā,_c = I_R = 0,2 A.

Jaudas izkliede būs P = 0,2 ∙ 9 = 1,8 W.

Saskaņā ar iegūtajiem parametriem tiek izvēlēts piemērots Zener diode D815B.

Simetrisks zenera diode

Simetriskā diode tiristora irmaiņstrāvas komutācijas ierīce. Viņa darba iezīme ir sprieguma kritums līdz dažiem voltiem, kad ieslēgts diapazonā no 30-50 V. To var aizstāt ar diviem pretēji savienotiem parastajiem zenera diodiem. Ierīces tiek izmantotas kā komutācijas elementi.

Analogs no zenera diode

Ja nevarat atrast pareizo vienumu,izmantojiet analogo zenera diode uz tranzistoriem. To priekšrocība ir sprieguma regulēšanas iespēja. Šajā nolūkā var tikt izmantoti DC pastiprinātāji ar vairākiem posmiem.

Pie ieejas sprieguma dalītājstrimmeris R1. Ja ieejas spriegums palielinās, tas arī palielinās, pamatojoties uz tranzistoru VT1. Tas palielina strāvu caur tranzistoru VT2, kas kompensē sprieguma pieaugumu, tādējādi saglabājot stabilu jaudu.

Zenera diožu marķēšana

Pieejami stikla zenera diožu un zeneru diodes plastmasas korpusi. Pirmajā gadījumā uz tiem ievieto 2 ciparus, starp kuriem atrodas burts V. Uzraksts 9V1 nozīmē, ka U_art. = 9,1 V.

Plastmasas korpusā uzraksti tiek atšifrēti ar datu lapas palīdzību, kur jūs varat arī uzzināt citus parametrus.

Tumšais gredzens uz ķermeņa apzīmē katodu, kuram plus ir pieslēgts.

Secinājums

Zenera diode ir diode ar īpašām īpašībām. Zenera diodes priekšrocība ir augsta līmeņa sprieguma stabilizācija plaša darbības strāvas variācijas diapazonā, kā arī vienkāršas savienojuma shēmas. Lai stabilizētu zemsprieguma ierīces, tās pagriežas virzienā uz priekšu, un tās sāk darboties kā parastajās diodēs.