Stabilitron - to je ono za što i za što?

Zener dioda je poluvodička dioda s jedinstvenim svojstvima. Ako je konvencionalni poluvodič izolator kada se ponovno uključi, obavlja ovu funkciju dok se ne postigne određeni porast primijenjenog napona, nakon čega se javlja valna reverzibilna slom. Uz daljnje povećanje struje povratne struje kroz Zener dioda, napon ostaje konstantan zbog proporcionalnog smanjenja otpora. Na taj način moguće je postići stabilizacijski režim.

U zatvorenom stanju, mala struja propuštanja prvo prelazi zener dioda. Element ponaša kao otpornik čija je veličina otpora velika. U razgradnji otpor zener diode postaje beznačajan. Ako nastavimo povećavati napon na ulazu, element počinje zagrijavati i ako struja premašuje dopuštenu vrijednost, dolazi do nepovratne toplinske razgradnje. Ako se ne dovede do njega, kada se napon mijenja od nule do gornje granice radnog područja, ostaju svojstva zener diode.

Kada se zener dioda uključi izravno, karakteristike se ne razlikuju od diode. Kada je plus povezan s p-regijom, a minus u n-regiji, otpor prijelaza je mali i struja teče slobodno kroz nju. Povećava se povećanjem ulaznog napona.

Stabilitron je posebna dioda, uglavnom povezana u suprotnom smjeru. Element je prvi zatvoren. U slučaju prekida električne struje, napon zener dioda održava ga konstantnim preko velikog raspona struje.

Anoda se hrani minusom, a katoda - plus. Izvan stabilizacije (ispod točke 2) pojavljuje se pregrijavanje i povećava se vjerojatnost neuspjeha elementa.

karakteristike

Parametri Zener dioda su sljedeći:

• U_članak - Stabilizacijski napon na nazivnoj struji I_članak;
• ja_{članak min} - minimalna struja početka pada električne energije;
• ja_{članak maksimum} - maksimalna dopuštena struja;
• TKN - koeficijent temperature.

Za razliku od konvencionalne diode, zener dioda je poluvodički uređaj, u kojem su, na strujno-naponskoj karakteristici, područja električnog i termičkog sloma dovoljno daleko jedna od druge.

S maksimalnom dopuštenom strujom često se povezuje parametar, često naveden u tablicama - rasipanje snage:

P_maksimum = I_{članak maksimum}∙ U_članak.

Ovisnost zener diode na temperaturi može biti s pozitivnim TCH ili negativnim. U slučaju serija spajanja elemenata s različitim koeficijentima stvaraju se precizni zener diodes, neovisno o grijanju ili hlađenju.

Sheme uključivanja

Tipični jednostavni krug stabilizatora sastoji se od otpornog balasta R_b i zener dioda, smanjujući opterećenje.

U nekim slučajevima postoji kršenje stabilizacije.

1. Opskrba stabilizatoru velikog napona iz napajanja u prisutnosti filter kondenzatora na izlazu. Trenutni udarci pri punjenju mogu uzrokovati kvar zener diode ili otpornik R_b.
2. Učitaj odspajanje. Kada se maksimalni napon primjeni na ulazni napon, zener dioda može premašiti dopuštenu vrijednost, što će dovesti do njegovog zagrijavanja i uništavanja. Važno je zadržati područje putovnice sigurno.
3. Otpornost R_b je odabran malim, tako da na najnižem mogućem naponu napajanja i najvećoj dopuštenom struju na opterećenju zener dioda je u radnoj kontroli.

Za zaštitu stabilizatora koriste se krugovi zaštite od tiristora ili osigurači.

Otpornik R_b izračunato formulom:

R_b = (U_Pete - U_G. ) (I_članak + ja_n).

Zener dioda struja I_članak se odabire između dopuštenih maksimalnih i minimalnih vrijednosti, ovisno o naponu na ulazu U_Pete i učitati trenutnu I_n.

Odabir Zener dioda

Elementi se široko šire u stabilizacijskom naponu. Da biste dobili točnu vrijednost U_n, Zener diode su odabrane iz iste serije. Postoje vrste s užim rasponom parametara. Na visokoj disipacijskoj snazi ​​elementi se montiraju na radijatore.

Za izračun parametara zener dioda potrebni su početni podaci, na primjer, sljedeći:

• U_Pete = 12-15 V - ulazni napon;
• U_članak = 9 V - stabilizirani napon;
• R_n = 50-100 mA - opterećenje.

Parametri su tipični za uređaje s niskom potrošnjom energije.

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

R_rezimi- = 12 V / 0,1 A = 120 Ohm.

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

R_ekv = 9 V / 0,1 A = 90 Ohm.

Sada možete odrediti otpornost balasta:

R_b = 120 ohma - 90 ohma = 30 ohma.

Odabran je iz standardne serije, gdje se vrijednost podudara s izračunatom vrijednošću.

Maksimalna struja kroz Zener diodu određena je uzimajući u obzir odstupanje opterećenja, tako da ne uspije u slučaju da bilo koja žica nestane. Pad napona preko otpornika je:

U_R = 15 - 9 = 6 V.

Tada se određuje struja kroz otpornik:

ja_R = 6/30 = 0,2 A.

Budući da je zener dioda povezana s njom u seriji, ja_c = I_R = 0.2 A.

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

Prema dobivenim parametrima, odabrana je odgovarajuća Zener dioda D815B.

Simetrična zener dioda

Simetrični diodni tiristor je sklopni uređaj koji provodi izmjeničnu struju. Značaj njegova rada je pad napona na nekoliko volta, kada je uključen u rasponu od 30-50 V. Može se zamijeniti s dvije suprotno povezane konvencionalne zener diode. Uređaji se koriste kao sklopni elementi.

Analogni zener dioda

Kada nije moguće odabrati odgovarajući element, koristite analognu zener diodu na tranzistorima. Njihova prednost je mogućnost regulacije napona. Za to se mogu koristiti DC pojačala s nekoliko stupnjeva.

Na ulazu, razdjelnik napona otpornik trimer R1. Ako se ulazni napon povećava, također se povećava na temelju tranzistora VT1. Time se povećava struja kroz tranzistor VT2, koja kompenzira povećanje napona, čime se održava stabilni izlaz.

Obilježavanje zener dioda

Dostupne su staklene zener diode i zener diode u plastičnim kućištima. U prvom slučaju, na njih su postavljene dvije znamenke, između kojih se nalazi slovo V. Natpis 9V1 znači da je U_članak = 9.1 V.

Na plastičnom slučaju, natpisi se dešifriraju uz pomoć podatkovne tablice, gdje možete saznati i druge parametre.

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

zaključak

Zener dioda je dioda s posebnim svojstvima. Prednost zener dioda je visoka razina stabilizacije napona za široki raspon radne strujne varijacije, kao i jednostavne sheme povezivanja. Za stabiliziranje napona niskog napona okreću se u smjeru naprijed i počinju raditi kao obične diode.