Назначение стабилитрона: Стабилитрон: устройство, принцип действия, характеристики

Содержание

Стабилитрон: устройство, принцип действия, характеристики

Основой надежной и продолжительной работы электронной аппаратуры является стабильное напряжение питания. Для этого применяют стабилизированные источники питания. Можно сказать, что основным элементом, который определяет уровень выходного напряжения блока питания, это полупроводниковый прибор – стабилитрон. Он может быть как основой линейного стабилизатора, так и пороговым элементом в цепи обратной связи импульсного источника питания. В этой статье мы расскажем читателям сайта Сам Электрик про устройство и принцип работы стабилитрона.

Что это такое

В литературе дается следующее определение:

Стабилитрон или диод Зенера это прибор, предназначенный для стабилизации напряжения в электрических цепях. Работает при обратном смещении в режиме пробоя. До наступления пробоя имеет высокое сопротивление перехода. Протекающие при этом токи незначительны. Широко используются в электронике и в электротехнике.

Если говорить простыми словами, то стабилитрон предназначен для стабилизации напряжения в электронных схемах. В цепь он включается в обратном направлении. При достижении напряжения, превышающего напряжение стабилизации, происходит обратимый электрический пробой pn-перехода. Как только оно понизится до номинала, пробой прекращается, и стабилитрон закрывается.

На нижеприведенном рисунке представлена графическая схема для чайников, позволяющая понять принцип действия диода Зенера.

Основными преимуществами является невысокая стоимость и небольшие габариты. Промышленность выпускает устройства с напряжением стабилизации о 1,8 — 400 В в металлических, керамических или корпусах из стекла. Это зависит от мощности, на которую рассчитан стабилитрон и других характеристик.

Для стабилизации высоковольтного напряжения от 0,4 до нескольких десятков кВ, применяются стабилитроны тлеющего разряда. Они имеют стеклянный корпус и до появления полупроводниковых приборов применялись в параметрических стабилизаторах.

Аналогичными свойствами обладают приборы, меняющие свое сопротивление в зависимости от приложенного напряжения – это варисторы. Между стабилитроном и варистором разница заключается в том, что последний обладает двунаправленными симметричными характеристиками. А это значит, что в отличие от диодов, он не имеет полярности. Кратко варистор предназначен для обеспечения защиты от перенапряжения электронных схем.

Для предохранения аппаратуры от скачков напряжения применяют супрессоры. Между стабилитроном и супрессором отличия заключаются в том, что первый постепенно изменяет свое внутреннее сопротивление в зависимости от приложенного напряжения. Второй при достижении определенного порога напряжения открывается сразу. Т.е. его внутреннее сопротивление стремится к нулю. Основное назначение супрессоров — защита аппаратуры от скачков питания.

На рисунке ниже представлено условно графическое обозначение (УГО по ГОСТ) полупроводника и его вольт-амперная характеристика.

На рисунке цифрами указан участок 1-2. Он является рабочим и предназначен для стабилизации напряжения в цепях. Если прибор включить в прямом направлении, то он будет работать как обычный диод.

Рекомендуем посмотреть следующий видеоролик, чтобы подробнее изучить принцип действия стабилитрона, обозначение элементов и область их применения.

Основные характеристики

При проектировании блоков питания, следует уметь правильно произвести расчет и подобрать по значениям необходимый элемент. Неправильно подобранный стабилитрон сразу выйдет из строя или не будет поддерживать напряжение на необходимом уровне.

Основными характеристиками являются:

напряжение U_c_т. стабилизации;
номинальный ток стабилизации I_ст., протекающий через стабилитрон;
допустимая мощность рассеивания;
температурный коэффициент стабилизации;
динамическое сопротивление.

Эти характеристики определены заводом-изготовителем и указываются в справочной литературе.

Условно графическое обозначение на схемах

Все приборы имеют графическое обозначение. Это необходимо, чтобы не загромождать электрическую схему. Стабилитрон имеет свое условно-графическое обозначение, которое утверждено межгосударственным стандартом единого стандарта конструкторской документации (ЕСКД).

На рисунке снизу представлено как обозначается на схеме по ГОСТ 2.730-73, стабилитрон обозначается практически как диод, так как, в сущности, является одной из его разновидностей.

Для правильного включения следует различать, где плюс, где минус. Если смотреть на приведенный выше рисунок, то на нем плюс (анод) расположен слева, а минус (катод) справа. Согласно ЕСКД размеры УГО диодов должны составлять 5/5 мм. Это иллюстрирует рисунок снизу.

Схема подключения

Рассмотрим работу стабилитрона на примере схемы параметрического стабилизатора. Это типовая схема. Приведем формулы для расчета стабилизатора.

Допустим, что имеется 15 Вольт, а на выходе необходимо получить 9 В. По таблице напряжений в справочнике подбираем стабилитрон Д810. Произведем расчет токоограничивающего резистора R1, согласно рисунку ниже. На нем показан токоограничивающий резистор и схема включения. Режим регулирования напряжения отмечен на вольт-амперной характеристике 1,2.

Для того чтобы полупроводник не вышел из строя, необходимо учитывать ток стабилизации и ток нагрузки. Из справочника определяем ток стабилизации.

Он равен 5 мА. На рисунке снизу представлена часть справочника.

Предполагаем, что ток нагрузки равен 100 мА:

R1= (U_вх-U_ст)/(I_н+I_c_т)= (15-9)/(0.1+0.005)=57.14 Ом.

Если нужен мощный стабилизатор, то стоит собирать схему из стабилитрона и транзистора.

Если необходимо изготовить стабилизатор на небольшое напряжение 0,2-1 В, для этого применяется стабистор. Он является разновидностью стабилитрона, но работает в прямой ветви ВАХ и включается в прямом направлении, в чем его уникальная особенность и заключается.

Аналогичным образом можно изготовить блок питания, где стабилизатор изготовлен из диодов. Как и стабистор их включают в прямом направлении. Нужное напряжение набирают прямыми падениями напряжений на диоде, для кремниевых диодов оно находится в пределах 0.5-0.7В. При отсутствии диодов, можно собрать стабилитрон из транзистора.

На нижеприведенном рисунке представлена схема на транзисторе.

Промышленность выпускает и управляемые стабилитроны. Или, точнее сказать, это микросхема — TL431. Это универсальная микросхема, позволяет регулировать напряжение в пределах от 2,5 до 36 вольт.

Регулировка осуществляется путем подбора делителя сопротивлений. На нижеприведенной схеме представлен стабилизатор на 5 вольт. Делитель собран на резисторах номиналом 2,2 К.

Специалист должен знать, как проверить мультиметром работоспособность стабилитрона. Сразу отметим, что проверить можно только однонаправленный элемент, сдвоенные (двунаправленные) такой проверке не подлежат. Если диод Зенера исправен, то при «прозвонке» тестером в одну сторону он будет показывать обрыв, а во вторую минимальное сопротивление. Неисправный звонится в обе стороны.

Маркировка

В зависимости от мощности диода, они выпускаются в различных корпусах. На металлических корпусах большой мощности указывается буквенное обозначение типа прибора.

На нижеприведенных фото представлены приборы советского производства, и как они выглядели.

Сейчас маломощные диоды выпускаются в стеклянных корпусах. Маркировка импортных приборов имеет цветовое обозначение. На корпус наносится маркировка полосами или цветными кольцами.

На нижеприведенном рисунке представлена маркировка SMD-диодов.

Отечественные диоды в стеклянных корпусах маркируют полосами или кольцами. Определить тип и параметры можно по любому справочнику радиоэлектронных компонентов. Например, зеленая полоса обозначает стабилитрон КС139А, а голубая полоса (или кольцо) указывает на КС133А.

На мощных устройствах в металлических корпусах указывается буквенное обозначение, например, Д816, как показано на фото вверху. Это необходимо для того, чтобы знать, как подобрать аналог.

Вот мы и рассмотрели, какие бывают стабилитроны, как они работают и для чего нужны. Если остались вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

Что такое стабилитрон, как он работает и для чего используется | Энергофиксик

Стабильное напряжение питания в электронике — это, пожалуй, самый главный параметр, который проверяется в обязательном порядке. К сожалению, напряжение в наших электросетях может изменяться от заданной величины довольно часто, а вот для того, чтобы электронные устройства служили долго, необходимо обеспечить стабильное напряжение питания, то есть исключить всевозможные скачки. Для этих целей как раз и применяются стабилитроны. В данном материале мы познакомимся с ними поближе.

Что такое стабилитрон

Итак, для начала давайте разберемся, что же такое стабилитрон. Стабилитрон (диод Зенера) – это полупроводниковый диод, функционирующий при обратном смещении в режиме пробоя. Звучит непонятно и заумно. Если сказать по-простому, то стабилитрон это полупроводниковый прибор, который стабилизирует напряжение. Так звучит более понятно, давайте теперь разберем, как он это делает.

Как работает стабилитрон

Итак, для того, чтобы понять принцип работы давайте представим следующий сосуд:

Причем в этом сосуде всегда должен поддерживаться один и тот же уровень воды. Для этих целей в сосуде сделана переливная труба, через которую скидывается «лишняя» жидкость, и тем самым поддерживается постоянный уровень воды. И переливная труба начинает работать только тогда, когда через заливную трубу начнет поступать «лишняя» вода.

По точно такому же принципу и работает стабилитрон.

yandex.ru

Итак, стабилитрон работает исключительно в цепях постоянного тока и пропускает напряжение в прямом направлении анод-катод как обычный диод. Но у него (стабилитрона) есть одна любопытная особенность, при подаче напряжения (катод-анод) ток не будет проходить через стабилитрон только до тех пор, пока величина напряжения не станет выше заданной величины, на которую рассчитан стабилитрон.

yandex.ru

Как видно из рисунка выше, как только напряжение достигнет рабочей области стабилитрона, внутри него происходит пробой и ток начинает протекать через него.

Внешний вид стабилитронов

Стабилитроны старого образца (советские) выпускались в алюминиевом корпусе с буквенной маркировкой и, чтобы определить его номинал, нужно искать характеристики на данный стабилитрон.

С зарубежными образцами в этом плане гораздо проще, их наминал указывается непосредственно на корпусе изделия и выглядит это так:

Основные параметры стабилитронов

Главными параметрами стабилитронов являются:

1. Напряжение. Этот параметр показывает, при каком значении напряжения стабилитрон станет пропускать ток в обратном направлении.

2. Ток. Этой величиной указывается максимальный ток, который способно пропустить изделие без выхода из строя.

Остальные параметры стабилизаторов представлены в таблице:

yandex.ru

Стабилитрон в схеме

Теперь давайте соберем простейшую схему, которую еще называют параметрический стабилизатор.

Итак, давайте в схеме применим стабилитрон Д814Б на напряжение стабилизации 8,9 Вольт. Получается, чтобы через наш стабилитрон стал протекать ток в обратном направлении напряжение источника питания должно быть больше напряжения стабилизации. Иначе говоря, источник должен выдавать 9 Вольт и более, чтобы стабилизатор открылся (заработал).

И все лишнее U будет сбрасываться через стабилизатор на минус. То есть стабилитрон — это наша переливная труба, отводит (сбрасывает) лишнее напряжение (воду).

Причем стабилизатор будет корректно работать как при плавном изменении напряжения, так и при его резком скачке.

Если напряжение источника питания снизится ниже 8.9 Вольта, то стабилизатор закроется, а напряжение на его выходе так же будет изменяться. То есть никакой стабилизации не будет в принципе.

Проверка стабилитрона

Проверка стабилизатора ничем не отличается от проверки работоспособности обыкновенного диода и для этого понадобится мультиметр.

Переводим мультиметр в положение прозвонка, красный щуп прислоняем к аноду, а черный к катоду. При этом на экране прибора должно отобразиться паление напряжения прямого P-N перехода. Поменяв щупы местами на дисплее должна отобразиться «1».

Такие параметры скажут о полной исправности стабилитрона.

Проводим эксперимент

Итак, теперь давайте составим схему параметрического стабилизатора с Д814 Б. И начнем плавно увеличивать напряжение на источнике постоянного тока и при достижении порога срабатывания увидим следующее:

Заключение

На сегодняшний день параметрические стабилитроны постепенно уступают свое место специальным интегральным стабилизаторам и стабилизаторам на стабилитронах. Но в простых схемах все так же продолжают применяться.

Статья понравилась или оказалась полезна, не забудьте ее оценить. И спасибо за ваше внимание!

Глава 21. Стабилитроны . Введение в электронику

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Описать назначение и характеристики стабилитрона.

• Нарисовать схематическое обозначение стабилитрона и пометить его выводы.

• Объяснить, как работает стабилитрон в качестве регулятора напряжения.

• Описать процедуру проверки стабилитронов.

Стабилитроны очень похожи на диоды с р-n переходом. Они сконструированы для пропускания, главным образом, обратного тока. Стабилитроны широко применяются для управления напряжением в цепях любого типа.

21-1. ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАБИЛИТРОНОВ

Как установлено ранее, высокое напряжение обратного смещения, приложенное к диоду, может создать сильный обратный ток, который перегреет диод и приведет к пробою диода. Обратное напряжение, при котором наступает пробой, называется напряжением пробоя или максимальным обратным напряжением. Специальный диод, который называется стабилитроном, предназначен для работы в режиме обратного смещения. Он рассчитан для работы при напряжениях, превышающих напряжение пробоя. Эта область пробоя называется областью стабилизации.

Когда напряжение обратного смещения достаточно велико для того, чтобы вызвать пробой стабилитрона, через него течет высокий обратный ток (I_Z), до наступления пробоя обратный ток невелик. После наступления пробоя обратный ток резко возрастает. Эго происходит потому, что сопротивление стабилитрона уменьшается при увеличении обратного напряжения.

Напряжение пробоя стабилитрона (E_z) определяется удельным сопротивлением диода. Оно, в свою очередь, зависит от техники легирования, использованной при изготовлении диода. Паспортное напряжение пробоя — это обратное напряжение при токе стабилизации (I_ZT). Ток стабилизации несколько меньше максимального обратного тока диода. Напряжение пробоя обычно указывается с точностью от 1 до 20 %.

Способность стабилитрона рассеивать мощность уменьшается при увеличении температуры. Следовательно, рассеиваемая стабилитроном мощность указывается для определенной температуры. Величина рассеиваемой мощности также зависит от длины выводов: чем короче выводы, тем большая мощность рассеивается на диоде. Производитель указывает также коэффициент отклонения для того, чтобы определить рассеиваемую мощность при других температурах. Например, коэффициент отклонения 6 милливатт на градус Цельсия означает, что рассеиваемая диодом мощность уменьшается на 6 милливатт при повышении температуры на один градус.

Стабилитроны выпускаются в таких же корпусах, что и обычные диоды (рис. 21-1).

Рис. 21-1. Корпуса стабилитронов.

Маломощные стабилитроны выпускаются в корпусах из стекла или эпоксидной смолы. Мощные стабилитроны выпускаются в металлическом корпусе с винтом. Схематическое обозначение стабилитрона такое же, как и у диода, за исключением диагональных линий у черты катода (рис. 21-2).

Рис. 21-2. Схематическое обозначение стабилитрона.

21-1. Вопросы

1. Какова уникальная особенность стабилитрона?

2. Как стабилитрон включается в цепь?

3. Что определяет напряжение, при котором стабилитрон испытывает пробой?

4. Что надо учитывать при определении мощности, рассеиваемой стабилитроном?

5. Нарисуйте схематическое обозначение стабилитрона и пометьте его выводы.

21-2. ПАРАМЕТРЫ СТАБИЛИТРОНА

Максимальный ток стабилизации (I_ZM) — это максимальный обратный ток, который может течь через стабилитрон без превышения рассеиваемой мощности указанной производителем. Обратный ток (I_R) представляет собой ток утечки перед началом пробоя. Он указывается при некотором обратном напряжении (E_R). Обратное напряжение составляет примерно 80 % от напряжения стабилизации (E_Z).

Стабилитроны с напряжением стабилизации 5 вольт или более имеют положительный температурный коэффициент напряжения стабилизации, который означает, что напряжение стабилизации увеличивается при увеличении температуры. Стабилитроны, имеющие напряжение стабилизации менее 4 вольт, имеют отрицательный температурный коэффициент напряжения стабилизации, который означает, что напряжение стабилизации уменьшается при увеличении температуры. Стабилитроны, имеющие напряжение стабилизации между 4 и 5 вольтами, могут иметь как положительный, так и отрицательный температурный коэффициент напряжения стабилизации.

Температурно компенсированный стабилитрон образован последовательным соединением стабилитрона и обычного диода, причем диод смещен в прямом направлении, а стабилитрон — в обратном. Тщательно выбирая диоды, можно добиться равенства температурных коэффициентов по величине, по знаку они будут противоположны. Для полной компенсации может понадобиться более одного диода.

21-2. Вопросы

1. Что определяет максимальный ток стабилизации стабилитрона?

2. В чем разница между максимальным током стабилизации и обратным током стабилитрона?

3. Что означает положительный температурный коэффициент напряжения стабилизации?

4. Что означает отрицательный температурный коэффициент напряжения стабилизации?

5. Как можно температурно скомпенсировать стабилитрон?

21-3. РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ СТАБИЛИТРОНОВ

Стабилитрон можно использовать для стабилизации или регулировки напряжения. Например, он может быть использован для компенсации изменений напряжения линии питания или при изменении резистивной нагрузки, питаемой постоянным током.

На рис. 21-3 показана типичная регулирующая цепь со стабилитроном.

Рис. 21-3. Типичная регулирующая цепь со стабилитроном.

Стабилитрон соединен последовательно с резистором R_s. Резистор позволяет протекать через стабилитрон такому току, чтобы он работал в режиме пробоя (стабилизации). Входное постоянное напряжение должно быть выше, чем напряжение стабилизации стабилитрона.

Падение напряжения на стабилитроне равно напряжению стабилизации стабилитрона. Стабилитроны выпускают с определенным напряжением пробоя, которое часто называют напряжением стабилизации (V_Z). Падение напряжения на резисторе равно разности входного напряжения и напряжения стабилизации.

Входное напряжение может увеличиваться или уменьшаться. Это обусловливает соответствующее увеличение или уменьшение тока через стабилитрон. Когда стабилитрон работает при напряжении стабилизации, или в области пробоя, при увеличении входного напряжения через него может течь большой ток. Однако напряжение на стабилитроне останется таким же. Стабилитрон оказывает противодействие увеличению входного напряжения, так как при увеличении тока его удельное сопротивление падает. Это позволяет выходному напряжению на стабилитроне оставаться постоянным при изменениях входного напряжения. Изменение входного напряжения проявляется только в изменении падения напряжения на последовательно включенном резисторе. Этот резистор включен последовательно со стабилитроном, и сумма падений напряжения на них должна равняться входному напряжению. Выходное напряжение снимается со стабилитрона. Выходное напряжение может быть увеличено или уменьшено путем замены стабилитрона и включенного последовательно с ним резистора.

Описанная цепь выдает постоянное напряжение. При расчете цепи должны учитываться как ток, так и напряжение. Внешняя нагрузка потребляет ток нагрузки (I_L), который определяется сопротивлением нагрузки и выходным напряжением (рис. 21-4). Через резистор, включенный последовательно со стабилитроном, протекает и ток нагрузки, и ток стабилизации. Этот резистор должен быть выбран таким образом, чтобы через стабилитрон протекал ток стабилизации и он находился в области пробоя.

Рис. 21-4. Регулятор напряжения на основе стабилитрона с нагрузкой.

При увеличении резистивной нагрузки ток нагрузки уменьшается, что должно вызвать увеличение падения напряжения на нагрузке. Но стабилитрон препятствует любому изменению тока. Сумма тока стабилизации и тока нагрузки через последовательно включенный резистор остается постоянной. Это обеспечивает постоянство падения напряжения на последовательно включенном резисторе.

Аналогично, когда ток через нагрузку увеличивается, ток стабилизации уменьшается, обеспечивая постоянство напряжения. Это позволяет цепи оставлять постоянным выходное напряжение при изменениях входного.

21-3. Вопросы

1. В чем практическое назначение стабилитрона?

2. Нарисуйте схему регулирующей цепи со стабилитроном.

3. Как можно изменить выходное напряжение регулирующей цепи со стабилитроном?

4. Что должно учитываться при расчете регулирующей цепи со стабилитроном?

5. Опишите, как регулирующая цепь со стабилитроном поддерживает выходное напряжение постоянным.

21-4. ПРОВЕРКА СТАБИЛИТРОНОВ

Стабилитроны могут быть быстро проверены на разрыв цепи, короткое замыкание или утечку с помощью омметра. Омметр подключается в прямом и обратном направлениях так же, как и при проверке диодов. Однако такая проверка не дает информации о напряжении стабилизации стабилитрона, для его измерения должна быть выполнена регулировочная проверка с помощью блока питания, имеющего приборы для измерения напряжения и тока.

На рис. 21-5 показана установка для регулировочной проверки стабилитрона. Выход источника питания подсоединен через последовательно включенный ограничивающий резистор к проверяемому стабилитрону. К стабилитрону подключен вольтметр для проверки напряжения стабилизации. Выходное напряжение медленно увеличивается до тех пор, пока через стабилитрон не потечет определенный ток. После этого ток изменяется в области изменения тока стабилизации (I_Z). Если напряжение остается постоянным, то стабилитрон работает правильно.

Рис. 21-5. Установка для проверки регулирующих свойств стабилитрона.

21-4. Вопросы

1. Опишите процесс проверки стабилитрона с помощью омметра.

2. Какие параметры нельзя проверить, используя омметр для проверки стабилитрона?

3. Нарисуйте схему, показывающую подключение стабилитрона для проверки напряжения стабилизации.

4. Опишите, как с помощью схемы из вопроса 3 определить, правильно ли работает стабилитрон.

5. Как можно определить катод стабилитрона с помощью омметра?

РЕЗЮМЕ

• Стабилитроны рассчитаны для работы при напряжениях больших, чем напряжение пробоя (максимальное обратное напряжение).

• Напряжение пробоя стабилитрона определяется удельным сопротивлением диода.

• Стабилитроны выпускаются с определенным напряжением стабилизации.

• Мощность, рассеиваемая стабилитроном, зависит от температуры и длины выводов.

• Схематическое обозначение стабилитрона следующее:

• Стабилитроны выпускаются в таких же корпусах, что и диоды.

• Стабилитроны с напряжением стабилизации 5 вольт или более имеют положительный температурный коэффициент напряжения стабилизации.

• Стабилитроны, которые имеют напряжение стабилизации менее 4 вольт, имеют отрицательный температурный коэффициент напряжения стабилизации.

• Стабилитроны используются для стабилизации или регулировки напряжения.

• Регуляторы на основе стабилитронов обеспечивают постоянное выходное напряжение, несмотря на изменения входного напряжения или выходного тока.

• Стабилитроны могут быть проверены на разрыв цепи, короткое замыкание или утечку с помощью омметра.

• Для того чтобы определить, работает ли стабилитрон при заданном напряжении стабилизации, может быть выполнена регулировочная проверка.

Глава 21. САМОПРОВЕРКА

1. Объясните, как работает стабилитрон в цепи регулировки напряжения.

2. Опишите процесс проверки напряжения стабилизации стабилитрона.

Стабилитрон — что это — и для чего он нужен?

Стабилитрон — это полупроводниковый диод с уникальными свойствами. Если обычный полупроводник при обратном включении является изолятором, то он выполняет эту функцию до определенного роста величины приложенного напряжения, после чего происходит лавинообразный обратимый пробой. При дальнейшем увеличении протекающего через стабилитрон обратного тока напряжение продолжает оставаться постоянным за счет пропорционального уменьшения сопротивления. Таким путем удается добиться режима стабилизации.

В закрытом состоянии через стабилитрон сначала проходит небольшой ток утечки. Элемент ведет себя как резистор, величина сопротивления которого велика. При пробое сопротивление стабилитрона становится незначительным. Если дальше продолжать повышать напряжение на входе, элемент начинает греться и при превышении током допустимой величины происходит необратимый тепловой пробой. Если дело не доводить до него, при изменении напряжения от нуля до верхнего предела рабочей области свойства стабилитрона сохраняются.

Когда напрямую включается стабилитрон, характеристики не отличаются от диода. При подключении плюса к p-области, а минуса — к n-области сопротивление перехода мало и ток через него свободно протекает. Он нарастает с увеличением входного напряжения.

Стабилитрон — это особый диод, подключаемый большей частью в обратном направлении. Элемент сначала находится в закрытом состоянии. При возникновении электрического пробоя стабилитрон напряжения поддерживает его постоянным в большом диапазоне тока.

На анод подается минус, а на катод — плюс. За пределами стабилизации (ниже точки 2) происходит перегрев и повышается вероятность выхода элемента из строя.

Характеристики

Параметры стабилитронов следующие:

U_ст — напряжение стабилизации при номинальном токе I_ст;
I_ст_min — минимальный ток начала электрического пробоя;
I_ст_max — максимальный допустимый ток;
ТКН — температурный коэффициент.

В отличие от обычного диода, стабилитрон — это полупроводниковое устройство, у которого на вольт-амперной характеристике области электрического и теплового пробоя достаточно далеко расположены друг от друга.

С максимально допустимым током связан параметр, часто указываемый в таблицах — мощность рассеивания:

P_max = I_ст_max∙ U_ст.

Зависимость работы стабилитрона от температуры может быть как с положительным ТКН, так и отрицательным. При последовательном подключении элементов с разными по знакам коэффициентами создаются прецизионные стабилитроны, не зависящие от нагрева или охлаждения.

Схемы включения

Типовая схема простого стабилизатора, состоит из балластного сопротивления R_б и стабилитрона, шунтирующего нагрузку.

В некоторых случаях происходит нарушение стабилизации.

Подача на стабилизатор большого напряжения от источника питания при наличии на выходе фильтрующего конденсатора. Броски тока при его зарядке могут вызвать выход из строя стабилитрона или разрушение резистора R_б.
Отключение нагрузки. При подаче на вход максимального напряжения ток стабилитрона может превысить допустимый, что приведет к его разогреву и разрушению. Здесь важно соблюдать паспортную область безопасной работы.
Сопротивление R_б подбирается небольшим, чтобы при минимально возможной величине напряжения питания и максимально допустимом токе на нагрузке стабилитрон находился в рабочей зоне регулирования.

Для защиты стабилизатора применяются тиристорные схемы защиты или плавкие предохранители.

Резистор R_б рассчитывается по формуле:

R_б = (U_пит — U_ном )(I_ст + I_н).

Ток стабилитрона I_ст выбирается между допустимыми максимальным и минимальным значениями, в зависимости от напряжения на входе U_пит и тока нагрузки I_н.

Выбор стабилитронов

Элементы имеют большой разброс по напряжению стабилизации. Чтобы получить точное значение U_н, стабилитроны подбираются из одной партии. Есть типы с более узким диапазоном параметров. При большой мощности рассеивания элементы устанавливают на радиаторы.

Для расчета параметров стабилитрона необходимы исходные данные, например, такие:

U_пит = 12-15 В — напряжение входа;
U_ст = 9 В — стабилизированное напряжение;
R_н = 50-100 мА — нагрузка.

Параметры характерны для устройств с небольшим потреблением энергии.

Для минимального входного напряжения 12 В ток на нагрузке выбирается по максимуму — 100 мА. По закону Ома можно найти суммарную нагрузку цепи:

R_∑ = 12 В / 0,1 А = 120 Ом.

На стабилитроне падение напряжения составляет 9 В. Для тока 0,1 А эквивалентная нагрузка составит:

R_экв = 9 В / 0,1 А = 90 Ом.

Теперь можно определить сопротивление балласта:

R_б = 120 Ом — 90 Ом = 30 Ом.

Оно выбирается из стандартного ряда, где значение совпадает с расчетным.

Максимальный ток через стабилитрон определяется с учетом отключения нагрузки, чтобы он не вышел из строя в случае, если какой-либо провод отпаяется. Падение напряжения на резисторе составит:

U_R = 15 — 9 = 6 В.

Затем определяется ток через резистор:

I_R = 6/30 = 0,2 А.

Поскольку стабилитрон подключен к нему последовательно, I_c = I_R = 0,2 А.

Мощность рассеивания составит P = 0,2∙9 = 1,8 Вт.

По полученным параметрам подбирается подходящий стабилитрон Д815В.

Симметричный стабилитрон

Симметричный диодный тиристор представляет собой переключающий прибор, проводящий переменный ток. Особенностью его работы является падение напряжения до нескольких вольт при включении в диапазоне 30-50 В. Его можно заменить двумя встречно включенными обычными стабилитронами. Устройства применяют в качестве переключающих элементов.

Аналог стабилитрона

Когда не удается подобрать подходящий элемент, используют аналог стабилитрона на транзисторах. Их преимуществом является возможность регулирования напряжения. Для этого можно применять усилители постоянного тока с несколькими ступенями.

На входе устанавливают делитель напряжения с подстроечным резистором R1. Если входное напряжение возрастает, на базе транзистора VT1 оно также увеличивается. При этом растет ток через транзистор VT2, который компенсирует увеличение напряжения, поддерживая тем самым его стабильным на выходе.

Маркировка стабилитронов

Выпускаются стеклянные стабилитроны и стабилитроны в пластиковых корпусах. В первом случае на них наносятся 2 цифры, между которыми располагается буква V. Надпись 9V1 обозначает, что U_ст = 9,1 В.

На пластиковом корпусе надписи расшифровываются с помощью даташита, где также можно узнать другие параметры.

Темным кольцом на корпусе обозначается катод, к которому подключается плюс.

Заключение

Стабилитрон — это диод с особыми свойствами. Достоинством стабилитронов является высокий уровень стабилизации напряжения при широком диапазоне изменения рабочего тока, а также простые схемы подключения. Для стабилизации малого напряжения приборы включают в прямом направлении, и они начинают работать как обычные диоды.

Стабилитрон Д817 Д817А, Д817Б, Д817В, Д817Г

Поиск по сайту

Стабилитрон Д817 (Д817А, Д817Б, Д817В, Д817Г) — диффузионно-сплавной, кремниевый, большой и средней мощности. Основное назначение — стабилизация напряжений в диапазоне от 56 В до 100 В. Ток стабилизации имеет диапазон от 5 мА до 90 мА. Имеет жёсткие выводы и металлостеклянный корпус. На корпусе стабилитрона наносится его тип и цоколёвка. В рабочем режиме корпус стабилитрона является катодом (отрицательным выводом). С комплектующими деталями стабилитрон весит 6 г.

Электрические параметры Д817 (Д817А, Д817Б, Д817В, Д817Г)

Напряжение стабилизации стабилитрона Д817:
при I_ст = 50 мА:
Д817А	50,5…56…61,5 В
Д817Б	61…68…75 В
Д817В	74…82…90 В
Д817Г	90…100…110 В
Временна´я нестабильность напряжения стабилизации, не более:
при I_ст = 50 мА	6 %
Постоянное напряжение (прямое) при I_пр = 0,5 А, не более	1,5 В
Постоянное напряжение (обратное) при I_обр = 50 мкА, не более
Д817А	39 В
Д817Б	47 В
Д817В	57 В
Д817Г	70 В
Дифференциальное сопротивление, не более:
при I_ст = 50 мА и Т = +25°C:
Д817А	35 Ом
Д817Б	40 Ом
Д817В	45 Ом
Д817Г	50 Ом
при I_ст = 5 мА и Т = +25°C:
Д817А, Д817Б	200 Ом
Д817В, Д817Г	300 Ом
при I_ст = 5 мА и Т = -60 и +120°C:
Д817А, Д817Б	400 Ом
Д817В	600 Ом
Д817Г	800 Ом

Предельные характеристики стабилитрона Д817

Минимальный ток стабилизации:	5 мА
Максимальный ток стабилизации:
При Т ≤ +75°C:
Д817А	90 мА
Д817Б	75 мА
Д817В	60 мА
Д817Г	50 мА
При Т_к = +130°C:
Д817А	35 мА
Д817Б	30 мА
Д817В, Д817Г	25 мА
Прямой ток (постоянный)	1 А
Перегрузка по току стабилизации в течение 1 с:
При Т ≤ +75°C:
Д817А	180 мА
Д817Б	150 мА
Д817В	120 мА
Д817Г	100 мА
При Т_к = +130°C:
Д817А	70 мА
Д817Б	60 мА
Д817В, Д817Г	50 мА
Рассеиваемая мощность:
при Т ≤ +75°C:	5 Вт
при Т_к = +130°C:	2 Вт
Температура корпуса	130 °C
Рабочая температура (окружающей среды)	-60. ..+120°C

Читать «Введение в электронику» — Гейтс Эрл Д. — Страница 58

21-3. Вопросы

1. В чем практическое назначение стабилитрона?

2. Нарисуйте схему регулирующей цепи со стабилитроном.

3. Как можно изменить выходное напряжение регулирующей цепи со стабилитроном?

4. Что должно учитываться при расчете регулирующей цепи со стабилитроном?

5. Опишите, как регулирующая цепь со стабилитроном поддерживает выходное напряжение постоянным.

21-4. ПРОВЕРКА СТАБИЛИТРОНОВ

Рис. 21-5. Установка для проверки регулирующих свойств стабилитрона.

21-4. Вопросы

1. Опишите процесс проверки стабилитрона с помощью омметра.

2. Какие параметры нельзя проверить, используя омметр для проверки стабилитрона?

3. Нарисуйте схему, показывающую подключение стабилитрона для проверки напряжения стабилизации.

4. Опишите, как с помощью схемы из вопроса 3 определить, правильно ли работает стабилитрон.

5. Как можно определить катод стабилитрона с помощью омметра?

РЕЗЮМЕ

• Напряжение пробоя стабилитрона определяется удельным сопротивлением диода.

• Стабилитроны выпускаются с определенным напряжением стабилизации.

• Мощность, рассеиваемая стабилитроном, зависит от температуры и длины выводов.

• Схематическое обозначение стабилитрона следующее:

• Стабилитроны выпускаются в таких же корпусах, что и диоды.

• Стабилитроны используются для стабилизации или регулировки напряжения.

• Стабилитроны могут быть проверены на разрыв цепи, короткое замыкание или утечку с помощью омметра.

Глава 21. САМОПРОВЕРКА

1. Объясните, как работает стабилитрон в цепи регулировки напряжения.

2. Опишите процесс проверки напряжения стабилизации стабилитрона.

Глава 22. Биполярные транзисторы

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Описать конструкцию транзистора и две его различные конфигурации.

• Нарисовать схематические обозначения n-p-n и р-n-р транзисторов и пометить их выводы.

• Перечислить способы классификации транзисторов.

• Перечислить функции транзистора, используя справочник и условное обозначение.

• Перечислить распространенные корпуса транзисторов.

• Объяснить, как проверить транзистор с помощью омметра и с помощью прибора для проверки транзисторов.

• Описать процесс подбора замены транзистора.

В 1948 году в лабораториях фирмы Bell был изготовлен первый работающий транзистор. Транзистор — это состоящее из трех элементов и двух р-n переходов устройство, используемое для управления электрическим током.

Изменяя величину напряжения, приложенного к трем элементам, можно управлять величиной тока через транзистор и использовать его для усиления, генерации или переключения. Этим применениям посвящены главы 26, 27 и 28.

22-1. КОНСТРУКЦИЯ ТРАНЗИСТОРА

Когда к полупроводниковому диоду добавляется третий слой полупроводника, получается устройство, которое может усиливать мощность или напряжение. Это устройство называется биполярным транзистором или просто транзистором. Далее мы везде будем использовать термин транзистор.

Транзистор, как и диод, может быть изготовлен из германия или кремния, но кремний более популярен. Транзистор состоит из трех областей с чередующимся типом проводимости (по сравнению с двумя у диода). Эти три области могут быть расположены двумя способами.

В первом случае материал р-типа расположен между двумя слоями материала n-типа, образуя n-p-n транзистор (рис. 22-1). Во втором случае слой материала n-типа расположен между двумя слоями материала р-типа, образуя р-n-р транзистор (рис. 22-2).

У транзисторов обоих типов средняя область называется базой, а внешние области называются эмиттером и коллектором.

Рис. 22-1. n-p-n транзистор.

Рис. 22-2. р-n-р транзистор.

22-1. Вопросы

1. Чем конструкция транзистора отличается от конструкции диода?

2. Какие существуют два типа транзисторов?

3. Как называются три части транзистора?

4. Нарисуйте схематические обозначения n-p-n и р-n-р транзисторов и обозначьте их выводы.

5. Для чего используются транзисторы?

22-2. ТИПЫ ТРАНЗИСТОРОВ И ИХ КОРПУСА

Транзисторы классифицируются по следующим параметрам:

1. По типу проводимости (n-p-n или р-n-р).

2. По используемому материалу (германий или кремний).

3. По основному назначению (высокой или низкой выходной мощности, переключательные или высокочастотные).

Большинство транзисторов идентифицируются по условному обозначению. Условное обозначение состоит из пяти элементов и содержит информацию об исходном материале транзистора, его назначении, классификации, номере разработки. Эти символы идентифицируют устройство как транзистор и показывают, что он имеет 2 р-n перехода.

Стабилитрон КС211Б

Количество драгоценных металлов в стабилитроне КС211Б согласно документации производителя. Справочник массы и наименований ценных металлов в советских стабилитронах КС211Б.

Стабилитрон КС211Б количество содержания драгоценных металлов:
Золото: 0,001 грамм.
Серебро: 0 грамм.
Платина: 0 грамм.
Палладий: 0 грамм.
Согласно данным: .

Справочник содержания ценных металлов из другого источника:

Стабилитроны КС211Б теория

Полупроводниковый стабилитрон, или диод Зенера — полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а его дифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей Ома до сотен Ом. Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов.

Прежде всего, не следует забывать, что стабилитрон работает только в цепях постоянного тока. Напряжение на стабилитрон подают в обратной полярности, то есть на анод стабилитрона будет подан минус “-“. При таком включении стабилитрона через него протекает обратный ток (I обр) от выпрямителя. Напряжение с выхода выпрямителя может изменяться, будет изменяться и обратный ток, а напряжение на стабилитроне и на нагрузке останется неизменным, то есть стабильным. На следующем рисунке показана вольт-амперная характеристика стабилитрона.

Основное назначение стабилитронов — стабилизация напряжения. Серийные стабилитроны изготавливаются на напряжения от 1,8 В до 400 В. Интегральные стабилитроны со скрытой структурой на напряжение около 7 В являются самыми точными и стабильными твердотельными источниками опорного напряжения: лучшие их образцы приближаются по совокупности показателей к нормальному элементу Вестона. Особый тип стабилитронов, высоковольтные лавинные диоды («подавители переходных импульсных помех», «суппрессоры», «TVS-диоды») применяется для защиты электроаппаратуры от перенапряжений.

Стабилитроны КС211Б Принцип действия

Советские и импортные стабилитроны

Полупроводниковый стабилитрон — это диод, предназначенный для работы в режиме пробоя на обратной ветви вольт-амперной характеристики. В диоде, к которому приложено обратное, или запирающее, напряжение, возможны три механизма пробоя: туннельный пробой, лавинный пробой и пробой вследствие тепловой неустойчивости — разрушительного саморазогрева токами утечки. Тепловой пробой наблюдается в выпрямительных диодах, особенно германиевых, а для кремниевых стабилитронов он не критичен. Стабилитроны проектируются и изготавливаются таким образом, что либо туннельный, либо лавинный пробой, либо оба эти явления вместе возникают задолго до того, как в кристалле диода возникнут предпосылки к тепловому пробою. Серийные стабилитроны изготавливаются из кремния, известны также перспективные разработки стабилитронов из карбида кремния и арсенида галлия.

Первую модель электрического пробоя предложил в 1933 году Кларенс Зенер, в то время работавший в Бристольском университете. Его «Теория электического пробоя в твёрдых диэлектриках» была опубликована летом 1934 года. В 1954 году Кеннет Маккей из Bell Labs установил, что предложеный Зенером туннельный механизм действует только при напряжениях пробоя до примерно 5,5 В, а при бо́льших напряжениях преобладает лавинный механизм. Напряжение пробоя стабилитрона определяется концентрациями акцепторов и доноров и профилем легирования области p-n-перехода. Чем выше концентрации примесей и чем больше их градиент в переходе, тем больше напряжённость электрического поля в области пространственного заряда при равном обратном напряжении, и тем меньше обратное напряжение, при котором возникает пробой:

Туннельный, или зенеровский, пробой возникает в полупроводнике только тогда, когда напряжённость электрического поля в p-n-переходе достигает уровня в 106 В/см. Такие уровни напряжённости возможны только в высоколегированных диодах (структурах p+-n+-типа проводимости) с напряжением пробоя не более шестикратной ширины запрещённой зоны (6 EG ≈ 6,7 В), при этом в диапазоне от 4 EG до 6 EG (4,5…6,7 В) туннельный пробой сосуществует с лавинным, а при напряжении пробоя менее 4 EG (≈4,5 В) полностью вытесняет его. С ростом температуры перехода ширина запрещённой зоны, а вместе с ней и напряжение пробоя, уменьшается: низковольтные стабилитроны с преобладанием туннельного пробоя имеют отрицательный температурный коэффициент напряжения (ТКН).

В диодах с меньшими уровнями легирования, или меньшими градиентами легирующих примесей, и, как следствие, бо́льшими напряжениями пробоя наблюдается лавинный механизм пробоя. Он возникает при концентрациях примесей, примерно соответствующих напряжению пробоя в 4 EG (≈4,5 В), а при напряжениях пробоя выше 4 EG (≈7,2 В) полностью вытесняет туннельный механизм. Напряжение, при котором возникает лавинный пробой, с ростом температуры возрастает, а наибольшая величина ТКН пробоя наблюдается в низколегированных, относительно высоковольтных, переходах.

Механизм пробоя конкретного образца можно определить грубо — по напряжению стабилизации, и точно — по знаку его температурного коэффициента. В «серой зоне» (см. рисунок), в которой конкурируют оба механизма пробоя, ТКН может быть определён только опытным путём. Источники расходятся в точных оценках ширины этой зоны: С. М. Зи указывает «от 4 EG до 6 EG» (4,5…6,7 В), авторы словаря «Электроника» — «от 5 до 7 В»8, Линден Харрисон — «от 3 до 8 В»26, Ирвинг Готтлиб проводит верхнюю границу по уровню 10 В9. Низковольтные лавинные диоды (LVA) на напряжения от 4 до 10 В — исключение из правила: в них действует только лавинный механизм.

Оптимальная совокупность характеристик стабилитрона достигается в середине «серой зоны», при напряжении стабилизации около 6 В. Дело не столько в том, что благодаря взаимной компенсации ТКН туннельного и лавинного механизмов эти стабилитроны относительно термостабильны, а в том, что они имеют наименьший технологический разброс напряжения стабилизации и наименьшее, при прочих равных условиях, дифференциальное сопротивление. Наихудшая совокупность характеристик — высокий уровень шума, большой разброс напряжений стабилизации, высокое дифференциальное сопротивление — свойственна низковольтным стабилитронам на 3,3—4,7 В.

Область применения стабилитрона КС211Б

Основная область применения стабилитрона — стабилизация постоянного напряжения источников питания. В простейшей схеме линейного параметрического стабилизатора стабилитрон выступает одновременно и источником опорного напряжения, и силовым регулирующим элементом. В более сложных схемах стабилитрону отводится только функция источника опорного напряжения, а регулирующим элементом служит внешний силовой транзистор.

Прецизионные термокомпенсированные стабилитроны и стабилитроны со скрытой структурой широко применяются в качестве дискретных и интегральных источников опорного напряжения (ИОН), в том числе в наиболее требовательных к стабильности напряжения схемах измерительных аналого-цифровых преобразователей. C середины 1970-х годов и по сей день (2012 год) стабилитроны со скрытой структурой являются наиболее точными и стабильными твердотельными ИОН. Точностные показатели лабораторных эталонов напряжения на специально отобранных интегральных стабилитронах приближаются к показателям нормального элемента Вестона.

Особые импульсные лавинные стабилитроны («подавители переходных импульсных помех», «суппрессоры», «TVS-диоды») применяются для защиты электроаппаратуры от перенапряжений, вызываемых разрядами молний и статического электричества, а также от выбросов напряжения на индуктивных нагрузках. Такие приборы номинальной мощностью 1 Вт выдерживают импульсы тока в десятки и сотни ампер намного лучше, чем «обычные» пятидесятиваттные силовые стабилитроны. Для защиты входов электроизмерительных приборов и затворов полевых транзисторов используются обычные маломощные стабилитроны. В современных «умных» МДП-транзисторах защитные стабилитроны выполняются на одном кристалле с силовым транзистором.

Маркировка стабилитронов КС211Б

Маркировка стабилитронов

Есть информация о стабилитроне КС211Б – высылайте ее нам, мы ее разместим на этом сайте посвященному утилизации, аффинажу и переработке драгоценных и ценных металлов.

Фото Стабилитрон КС211Б:

Предназначение Стабилитрон КС211Б.

Характеристики Стабилитрон КС211Б:

Купить или продать а также цены на Стабилитрон КС211Б (стоимость, купить, продать):

Отзыв о стабилитроне КС211Б вы можете в комментариях ниже:

Диод Зенера – обзор

Пример 3.

Желательно поддерживать сопротивление нагрузки Ом _L при постоянном напряжении 100 В, так как входное напряжение изменяется от 120 до 110 В. Если регулятор напряжения 3.10a, найдите наилучшее значение R _s для достижения этой цели, учитывая, что R _L = 10 кОм.

Сначала мы выбираем стабилитрон с В _z = 100 В.Во-вторых, мы должны найти, каким будет максимальный ток через стабилитрон при нормальной работе, и убедиться, что он не превышает максимально допустимого тока стабилитрона. Затем определяем R _s .

Для начала предположим, что входное напряжение зафиксировано на уровне В _мин = 110 В; тогда падение напряжения на последовательном сопротивлении R _s на 10 В оставит R _L с падением напряжения на 100 В — желаемое условие.Для этого ток 10 мА должен протекать через R _L и R _с , что определяет последовательное сопротивление как . Зенеровский диод не потребовался бы, если бы напряжение оставалось на уровне 110 В, поскольку ток Зенера не протекал бы даже при наличии стабилитрона. Однако входное напряжение изменяется, как показано на рис. 3.10б. Изменение со 110 В на 120 В обычно происходит не быстро, а может происходить за секунды, минуты или даже часы.

При повышении входного напряжения до 120 В ток через R _с будет пропорционально возрастать. Чтобы поддерживать R _L на уровне 100 В, ток через R _L должен оставаться на уровне 10 мА, а любой избыточный ток должен протекать через диод Зенера. Когда входное напряжение составляет В _MAX = 120 В, 20 В сброшено на R _S и 20 мА по R _S (10 мА до R _L и 10 мА через стабилитрон).Следовательно, как показано на рис. 3.10b, ток Зенера изменяется между I _{z ,min} = 0 и I _{z ,max} = 10 мА в ответ на изменения входного напряжения, в то время как нагрузка напряжение остается постоянным на уровне 100 В. −VzIL

, что для нашего примера дает R _{s ,opt} = (110 В − 100 В )/10 мА = 1 кОм.

Если мы знаем максимальный ток I _{z ,max}, который может выдержать стабилитрон, мы можем указать минимальное значение R _s, которое можно использовать в схеме стабилизатора напряжения на стабилитроне. Как

RS, MIN = VMAX-VZIZ, MAX + IL

Если мы предположим, что I _{Z , MAX} = 30 мА получают за R _S = (120 — 100 )/(30 + 10) = 0,5 кОм = 500 Ом. Преимущество использования меньшего сопротивления для R _s заключается в том, что если входное напряжение падает ниже 110 В, действие регулятора все еще может иметь место.Недостатком является то, что (i) R _{s ,min} рассеивает большую мощность, чем R _{s ,opt} , (ii) ток стабилитрона изменяется в пределах = 10 мА и I _{z ,max} = 30 мА, тогда как с R _{s ,opt}) если входное напряжение изменяется только от 0 до 10 мА, превышает 120 В, ток стабилитрона превысит максимально допустимый ток I _{z ,max} и, скорее всего, повредит диод.

Всегда существует некоторая опасность того, что максимальный ток диода будет превышен либо из-за неожиданного повышения входного напряжения, либо из-за внезапного отключения нагрузки, что приведет к протеканию всего входного тока через диод. Последний случай, случай внезапной разомкнутой нагрузки ( R _L = ∞), обычно приводит к выходу из строя стабилитрона, поскольку наиболее вероятно, что I _{z ,max} будет превышено.

Что такое стабилитрон? — Определение и характеристики

Характеристика стабилитрона

Стабилитрон имеет два соединения: катод и анод.Иногда анод имеет форму болта (шпильки), чтобы диод можно было легко прикрепить к печатной плате. Мы видим это в стабилитроне ECG 5182A.

Форма стабилитрона

Мы собираемся провести только два измерения напряжения с помощью ручного портативного цифрового вольтметра. Эти измерения будут на «IN» и на «OUT». Батарея представляет собой переменную батарею (источник питания постоянного тока).

Тестовая схема на бумаге

Если вы посмотрите на схему на бумаге (называемую «схемой») и сравните ее с реальной тестовой схемой, вы сможете идентифицировать разъем «IN», стабилитрон, резистор и «схему». разъем «ВЫХОД».

Переменная батарея подключится к IN

Как выглядит тестовое измерение? Переменная батарея подключена к »IN» тестовой схемы. Вольтметр имеет два щупа: черный щуп подключается к заземлению цепи, а красный щуп подключается либо к «IN», либо к «OUT».

-0,69 В, измеренное на выходе

На блоке питания постоянного тока есть ручка для регулировки напряжения. Измерьте напряжение на «IN» и запишите его. Например, -4,64В. Переместите щуп вольтметра на «ВЫХОД» цепи, считайте напряжение и запишите его. Измеряем -0,69В. Затем настройте источник питания постоянного тока на другое напряжение и повторите измерения. Вот и все.

Глядя на первый столбец измеренных данных, мы видим, что напряжение «IN» варьировалось от -4,64 В до 15,32 В. Второй столбец – это напряжение, измеренное на выходе «OUT».

Стабилитрон ECG 5182A имеет номинал 7.5В

7,5 В ± 5% равно 7,5 ± 0,375 или некоторому числу между 7,125 В и 7,875 В. Это стабилитрон, регулирующий напряжение. Для положительных напряжений «ВХОД» менее 7,54 В напряжение «ВЫХОД» во многом совпадает с напряжением «ВХОД». Но когда входное напряжение начинает превышать 7,54 В, стабилитрон остается фиксированным на уровне 7,54 В. Это похоже на то, как Фред пытается снять больше, пока банк регулирует и фиксирует максимальную сумму.

Символ стабилитрона

Вы видите стрелку на символе стабилитрона?

Стрелка на символе стабилитрона указывает направление тока. и обозначают ток через диод. Помните названия двух диодных соединений? Конец диода с буквой Z на его стороне является катодом. Другая сторона диода — анод. v означает напряжение на диоде, измеренное от анода до катода.

Теперь мы можем объяснить два других столбца чисел в наших данных. Крайний правый столбец помечен как «НАПРЯЖЕНИЕ». Условно это напряжение v на диоде, определяемое от анода к катоду.

Однако измеренное нами напряжение «OUT» в столбце 2 является напряжением на диоде в обратном направлении; от катода к аноду. Без проблем. Напряжение на диоде, v , является просто отрицательным значением измеренного выходного напряжения.

Ток через диод, i , такой же, как ток через резистор. Этот ток равен (»OUT» — »IN») / R, где R = 1000 Ом. Выполнение математических действий дает нам столбец 3.

Теперь мы можем обобщить эти результаты с помощью графика i против v .Это называется характеристической кривой .

точки — координаты чисел I и V

Стабилитроны

очень похожи на обычные старые диоды с PN-переходом. Оба диода позволяют току течь от анода к катоду (в направлении стрелки на символе), когда напряжение на переходе составляет не менее 0,7 вольт. Мы называем это областью прямого смещения . Напряжения больше или равны 0.7В сместит диод в прямом направлении, и, как переключатель, диод будет «включен».

Когда напряжение ниже 0,7 В, диод смещен в обратном направлении, и через него протекает лишь незначительное количество тока. Мы говорим, что диод «выключен». Диод с общим PN-переходом предназначен для работы в этих двух областях.

Диоды имеют области работы

Когда напряжение на диоде становится достаточно отрицательным, переход размыкается и токи потекут от катода к аноду; в противоположном направлении стрелки в символе.Это область пробоя. Обычные диоды с PN-переходом не предназначены для пробоя, они могут саморазрушиться при таком высоком напряжении.

Не так для стабилитрона . Этот диод предназначен для работы в области пробоя. Кроме того, стабилитрон имеет гораздо более низкие напряжения пробоя (называемые напряжением стабилитрона ).

Использование

Применение стабилитронов включает блоки эффектов искажения, используемые музыкантами, где стабилитрон «обрезает» амплитуды сигналов.Это преднамеренное искажение сигнала.

Мы также находим стабилитроны, где нам нужно более низкое напряжение для питания определенных устройств. Например, 8-разрядный микроконтроллер CMOS требует напряжения от 2,0 В до 5,5 В. Если бы мы хотели питать это устройство от батареи на 9 В, мы могли бы использовать стабилитрон на 3,3 В.

Стабилитрон 1N5226, регулирующий напряжение для микроконтроллера PIC12F629

Другим применением стабилитронов является объединение их с другими компонентами для формирования источника опорного напряжения.Опорное напряжение может использоваться в схемах, сравнивающих напряжения.

Краткий обзор урока

Стабилитрон представляет собой диод, предназначенный для работы в области пробоя и имеющий определенное отрицательное напряжение, называемое стабилитронным напряжением . При таком напряжении диод уйдет в пробой . Это условие позволяет протекать току при сохранении постоянного напряжения на диоде. Приложения включают отсечение, регулирование напряжения и опорное напряжение.

Стабилитрон — Определение, характеристики VI и пробой стабилитрона

А
нормальный р-н
переходной диод пропускает электрический ток только в прямом направлении
предвзятое состояние. При подаче напряжения прямого смещения на
диод с p-n переходом, он пропускает большое количество электричества
ток и блокирует только небольшое количество электрического тока.
Следовательно, форвард
диод со смещенным p-n переходом предлагает лишь небольшую
сопротивление электрическому току.

Когда
на диод с p-n переходом подается обратно смещенное напряжение,
он блокирует большое количество электрического тока и позволяет только
небольшое количество электрического тока. Следовательно, обратная
диод со смещенным p-n переходом обладает большим сопротивлением
электрический ток.

Если
напряжение обратного смещения, приложенное к диоду с p-n переходом, равно
сильно увеличивается, происходит резкое увеличение тока. На это
точка, небольшое повышение напряжения
быстро увеличивает электрический ток. Этот
внезапное увеличение электрического тока вызывает пробой соединения
называется стабилитроном или лавинным пробоем. Напряжение, при котором
происходит пробой стабилитрона, называется напряжением стабилитрона, а
внезапное увеличение тока называется током Зенера.

А
нормальный диод p-n перехода не работает в пробой
регион, потому что избыточный ток необратимо повреждает
диод.Обычные диоды с p-n переходом не предназначены для
работают в области обратного пробоя. Поэтому нормальный p-n
переходной диод не работает в области обратного пробоя.

Что такое
стабилитрон?

А
стабилитрон – это специальный тип устройства, предназначенный для работы
в области стабилитронного пробоя. Стабилитроны работают как обычно
Диоды с p-n переходом при прямом смещении.Когда
на стабилитрон подается смещенное в прямом направлении напряжение
допускает большое количество электрического тока и блокирует
только небольшое количество электрического тока.

Стабилитрон сильно
легирован, чем обычный диод с p-n переходом. Следовательно, имеет очень
тонкое истощение
область. Следовательно, стабилитроны допускают большее электрическое
ток, чем
обычные диоды с p-n переходом.

Стабилитрон позволяет
электрический ток в прямом направлении, как обычный диод
но также допускает электрический ток в обратном направлении, если
приложенное обратное напряжение больше, чем стабилитрон
Напряжение. Стабилитрон всегда подключается наоборот
направлении, потому что он специально разработан для работы в
обратное направление.

Стабилитрон
определение

А
стабилитрон представляет собой полупроводниковый прибор с p-n переходом, разработанный
работать в области обратного пробоя.Разбивка
напряжение стабилитрона тщательно устанавливается, контролируя
уровень легирования при производстве.

Название стабилитрон получил в честь американского физика
Кларенс Мелвин Зинер, открывший эффект Зенера. Зинер
диоды являются основными строительными блоками электронных схем.
Они широко используются во всех видах электронного оборудования.Стабилитроны в основном используются для защиты электронных схем.
от перенапряжения.

Поломка в
стабилитрон

Есть
есть два типа областей обратного пробоя в стабилитроне:
лавинный пробой и пробой Зенера.

Лавина
поломка

лавина
Пробой происходит как в обычных диодах, так и в стабилитронах при
высокое обратное напряжение.При подаче высокого обратного напряжения
к диоду p-n перехода свободный
электроны (неосновные носители) получают большое количество энергии
и разгонялся до больших скоростей.

свободные электроны, движущиеся с большой скоростью, будут сталкиваться с атомами
и выбить больше электронов. Эти электроны снова
ускоряются и сталкиваются с другими атомами. Из-за этого
непрерывное столкновение с атомами, большое количество свободных
генерируются электроны. В результате электрический ток в
диод быстро увеличивается. Это внезапное увеличение
электрический ток может навсегда разрушить нормальный диод.
Однако лавинные диоды не могут быть разрушены, потому что они
тщательно разработаны для работы в условиях лавинного обвала
область.Лавинный пробой происходит в стабилитронах с
напряжение стабилитрона (V _z ) больше 6В.

Зенер
поломка

Пробой стабилитрона происходит в сильно легированных диодах с p-n переходом
из-за их узкой области истощения. Когда реверс
смещенное напряжение, подаваемое на диод, увеличивается, узкий
область истощения генерирует сильные электрические
поле.

Когда
обратно смещенное напряжение, подаваемое на диод, достигает
вблизи напряжения стабилитрона электрическое поле в
обедненная область достаточно сильна, чтобы вытягивать электроны из
их валентная зона. Валентные электроны, которые приобретают
достаточно энергии от сильного электрического поля
обедненная область разрывает связь с родительским атомом.подзор
электроны, разрывающие связь с родительским атомом,
становятся свободными электронами. Эти свободные электроны переносят электрические
ток из одного места в другое. При пробое стабилитрона
регион, небольшое увеличение напряжения будет быстро увеличиваться
электрический ток.

Зенер
пробой происходит при низком обратном напряжении, тогда как лавинный
пробой происходит при высоком обратном напряжении.
Зенер
пробой происходит в стабилитронах, потому что они имеют очень
тонкая область истощения.
Поломка
область является нормальной рабочей областью для стабилитрона.
Зенер
пробой происходит в стабилитронах при напряжении стабилитрона (V _z )
менее 6В.

Символ
стабилитрон

символ стабилитрона показан на рисунке ниже.Стабилитрон
состоит из двух выводов: катода и анода.

В
стабилитрон, электрический ток течет от анода к
катод и катод к аноду.

символ стабилитрона аналогичен нормальному p-n переходу
диод, но с загнутыми краями на вертикальной планке.

VI
характеристики стабилитрона

VI характеристики стабилитрона показаны ниже.
фигура.Когда на стабилитрон подается смещенное в прямом направлении напряжение
диод, он работает как обычный диод. Однако при обратном
на стабилитрон подается смещенное напряжение, он работает в
другой манере.

Когда
на стабилитрон подается обратное напряжение,
допускает только небольшое количество тока утечки до тех пор, пока
напряжение меньше напряжения стабилитрона.При обратном смещении
напряжение, подаваемое на стабилитрон, достигает напряжения стабилитрона, оно
начинает пропускать большое количество электрического тока. На это
точка, небольшое увеличение обратного напряжения быстро
увеличивает электрический ток. Из-за этого внезапного подъема
в электрическом токе происходит пробой, называемый стабилитроном
авария. Однако стабилитрон демонстрирует контролируемый
поломка, которая повреждает устройство.

Напряжение пробоя стабилитрона стабилитрона зависит от
количество примененного допинга. Если диод сильно легирован,
Пробой стабилитрона происходит при малых обратных напряжениях. С другой
стороны, если диод слегка легирован, пробой стабилитрона
происходит при больших обратных напряжениях. Есть стабилитроны
с напряжениями стабилитрона в диапазоне 1.от 8В до 400В.

Преимущества
стабилитрона

Мощность
рассеиваемая мощность очень высокая
Высокий
точность
Малый размер
Низкая стоимость

Приложения
стабилитрона

Обычно используется в качестве опорного напряжения

Стабилитроны

применяются в стабилизаторах напряжения или шунтирующих
регуляторы.
Стабилитроны используются в операциях переключения

Стабилитроны

используются в цепях ограничения и фиксации.
Стабилитроны используются в различных схемах защиты

Типы
диодов

различные типы диодов следующие:

Зенер
диод
Лавинный диод
Фотодиод
Свет
Излучающий диод
Лазер
диод
Туннель
диод
Шоттки
диод
Варактор
диод
П-Н
переходной диод

Разница между диодом и стабилитроном (со сравнительной таблицей)

Диод представляет собой полупроводниковый прибор, проводящий ток только в одном направлении. Диод Зенера представляет собой полупроводниковый прибор, проводящий как при прямом, так и при обратном смещении. обычный диод , если он работает в с обратным смещением, приведет к разрушению . Таким образом, обычный диод с PN-переходом рассматривается как однонаправленное устройство. Напротив, стабилитрон диод сконструирован таким образом, что он может работать в обратном режиме со смещением без повреждения.

Легирование Интенсивность также является одной из ключевых особенностей, отличающих обычные диоды и стабилитроны.Обычный диод с PN-переходом легирован умеренно, в то время как диод Зенера легирован должным образом, таким образом, что он обладает резким напряжением пробоя .

Мы обсудим некоторые другие различия между диодом и стабилитроном с помощью сравнительной таблицы.

Содержание: Диод против стабилитрона

Сравнительная таблица
Определение
Ключевые отличия
Заключение

Сравнительная таблица

Параметры	Диод	Стабилитрон
Определение	Диод представляет собой полупроводниковый прибор, проводящий только при прямом смещении.	Зенеровский диод представляет собой полупроводниковый прибор, проводящий как в прямом, так и в обратном направлении.
Работа при обратном смещении	Повреждение при обратном смещении.	Может работать без повреждений.
Символ цепи
Интенсивность легирования	В обычных диодах интенсивность легирования низкая.	Интенсивность легирования стабилитрона высока для достижения резкого пробоя.
Применение	Диод используется в выпрямителях, ограничителях, зажимах и т. д.	Стабилитрон в основном используется в регуляторах напряжения.

Определение

Диод

Диод формируется путем соединения двух слоев полупроводникового материала, т. е. слоя P-типа и слоя N-типа. Соединение, образованное соединением этих слоев, называется соединением PN. Слой P-типа также можно понимать как положительный слой, поскольку основными носителями заряда в слое P-типа являются дырки.Точно так же слой N-типа также можно рассматривать как слой отрицательного типа, поскольку он состоит из электронов в качестве основных носителей.

Когда диод смещен в прямом направлении, он начинает проводить ток не мгновенно, а после определенного прямого напряжения. Это прямое напряжение называется напряжением колена диода. Величина напряжения колена зависит от материала полупроводника, для германия это 0,3В , а для кремния 0.7В.

При обратном смещении диода обедненная область становится шире. Наоборот, толщина области обеднения уменьшается с увеличением напряжения прямого смещения. Следовательно, в состоянии обратного смещения область обеднения не позволяет току течь через нее.

Но неосновные носители могут протекать в режиме с обратным смещением, создавая небольшой ток в диоде. Это зависит от температуры , если обратное напряжение превышает определенное значение, температура увеличивается, а количество неосновных носителей увеличивается экспоненциально, что может привести к разрыву диода.

Поэтому рекомендуется использовать обычный диод с PN-переходом только в режиме прямого смещения.

Стабилитрон

Стабилитрон правильно легирован, поэтому напряжение пробоя можно изменить, контролируя ширину обеднения диода. В этом заключается преимущество использования стабилитрона в обратном смещенном состоянии.

Зенеровский диод сконструирован так же, как и обычный диод, с той лишь разницей, что легирует характеристики . Когда стабилитрон смещен в прямом направлении, его проводимость аналогична проводимости обычного диода. Когда он смещен в обратном направлении, он проводит, и это делает стабилитрон двунаправленным полупроводником устройством .

Стабилитрон можно понять по эквивалентной схеме, состоящей из источника напряжения и резистора. Ту же функцию выполняет стабилитрон. Чем выше легирование, тем меньше ширина истощения и меньше напряжение стабилитрона.Таким образом, мы можем изменить ширину стабилитрона путем соответствующего легирования и, таким образом, можно изменить напряжение пробоя.

Таким образом, мы можем предотвратить пробой диода, контролируя напряжение пробоя. При напряжении пробоя диод не перегорает внезапно, потому что внешнее сопротивление защищает ток от протекания через диод.

Ключевые различия между диодом и стабилитроном

Направление тока, допускаемое устройством, создает основное различие между диодом и стабилитроном. Диод проводит uni – в направлении , в то время как стабилитрон проводит bi – в направлении как при прямом, так и при обратном смещении.
Легирующие характеристики диода и стабилитрона также отличаются друг от друга. Стабилитрон сильно легирован, в то время как обычный диод легирован умеренно.
Напряжение пробоя в случае стабилитрона резкое. Но в обычных диодах с PN-переходом напряжение пробоя сравнительно велико 90 435
Обычный диод не может работать в режиме обратного смещения, в то время как диод Зенера также может работать в режиме обратного смещения.
Зенеровский диод обычно используется в качестве регулятора напряжения , в то время как обычные диоды используются в выпрямителе , ограничителе, ограничителе и т. д.

Заключение

Диод и стабилитрон , оба представляют собой полупроводниковые устройства с двумя выводами, но решающим моментом, который отличает их, является способность работать в режиме обратного смещения. Стабилитроны сконструированы таким образом, что они могут работать в режиме обратного смещения, не повреждаясь.Напротив, для этой цели нельзя использовать обычный PN-переход.

Использование стабилитрона — функции, приложения и часто задаваемые вопросы

Нам известно об использовании стабилитрона, который позволяет текущему потоку двигаться вперед или в обратном направлении. Стабилитрон — это полупроводниковый прибор, состоящий из PN-перехода, который опережает ток в направлении переключения при достижении определенного напряжения.

Имеет обратное напряжение пробоя, что означает, что он может постоянно работать в режиме противоположной предрасположенности без вреда для себя.Зенеровский диод не только позволяет току течь от анода к катоду, но и в обратном направлении при достижении напряжения Зенера. Из-за этой полезности стабилитроны являются наиболее широко используемыми полупроводниковыми диодами.

В приборе используется сильно легированный p-n переходный диод с обратным смещением, работающий в области пробоя. В зоне пробоя никогда не используются обычные диоды и выпрямители, а вот стабилитрон можно смело использовать в обозначенной точке.

Он имеет обратное напряжение пробоя, что означает, что он может работать в условиях противоположной тенденции в течение неограниченного времени без разрушения.

Для получения напряжения Зенера стабилитрон пропускает ток не только от анода к катоду, но и в обратном направлении. Благодаря своей универсальности стабилитроны являются наиболее часто используемыми полупроводниковыми диодами.

Стабилитрон — функции и применение

В режиме прямого смещения стабилитрон работает как обычный диод с напряжением включения от 0.3 и 0,7 В. В любом случае при подаче на стабилитрон обратного одностороннего напряжения он работает по-разному.

Ток начинает течь через диод, когда обратное напряжение достигает заданного значения пробоя (Vz). Теперь небольшое увеличение инвертирующего напряжения быстро увеличит электрический поток. Из-за этого резкого подъема электрического потока происходит пробой Зенера. Тем не менее, стабилитрон показывает управляемый пробой, который вредит устройству.

В тот момент, когда на стабилитрон подается противоположное одностороннее напряжение, он допускает только небольшое количество тока утечки до тех пор, пока напряжение не будет точно напряжением Зенера. В тот момент, когда обратное одностороннее напряжение, приложенное к стабилитрону, достигает напряжения Зенера, он начинает пропускать огромное количество электрического тока.

Пробой Зенера

Эффект пробоя Зенера, возникающий ниже 5,5 В, или ударная ионизация, возникающая выше 5.5 В, вызывает пробой. Оба процесса могут получить одинаковое поведение. Они также не требуют дополнительных схем. Однако температурный коэффициент каждого механизма различен

Температурный коэффициент эффекта Зенера отрицательный, тогда как температурный коэффициент ударного эффекта положительный.

При напряжении 5,5 В два температурных эффекта почти эквивалентны и компенсируют друг друга. Это делает стабилитроны на 5,5 В наиболее стабильными в самых разных температурных режимах.

Применения

Стабилитрон является регулятором напряжения: в момент, когда напряжение кучи приближается к напряжению пробоя, резисторы, которые связаны в устройстве, ограничивают ток через диод, когда имеется избыточное напряжение, в то время как диод опережает .

При этом диод производит какое-то волнение, которое можно подавить, добавив огромные развязывающие конденсаторы на диод. Напряжение кучи возрастает до напряжения пробоя VZ диода.Резистор устройства ограничивает ток через диод и снижает избыточное напряжение, когда диод направлен.

Защита от перенапряжения

Ток через диод вызывает падение напряжения на резисторе, когда напряжение поднимается до значения пробоя Зенера. Это приводит к кратковременному спуску на дно.

Когда информационное напряжение превышает напряжение пробоя Зенера, через диод протекает ток, вызывая падение напряжения на резисторе, активируя тринистор и вызывая короткое замыкание на землю.Размыкатель открывается коротким выходом, отделяющим кучу от инвентаря.

Переключение сигнала с одного напряжения на другое является наиболее распространенным применением стабилитронов. В областях пробоя он может поддерживать постоянное напряжение текучести. Стабилитрон является идеальным компонентом деятельности из-за его использования с изменением напряжения.

Зенеровский диод используется для отключения цепей

Подстроечные цепи используются для того, чтобы сигнал урожайности не превышал определенного стимула без преобразования какого-либо информационного сигнала.Применение стабилитрона включает в себя регулировку и формирование контуров резки формы сигнала переменного тока. Схемы секций ограничивают одну часть формы волны переменного тока для формирования формы волны или обеспечения безопасности.

Эти виды цепей в основном используются в телевизионных и FM-передатчиках для устранения помех. Зенеровские диоды используются для изменения или формирования цепей резки формы волны переменного тока. Цепь отключения указывает точки отсечки или защелкивает части любого из полушаблонов формы волны переменного тока, чтобы сформировать форму волны или обеспечить страховку.

Учебный курс Фрэнка

Стабилитроны

Стабилитроны проводят ток не только в прямом, но и в обратном направлении, когда приложенное напряжение больше.
затем напряжение стабилитрона.
Этот эффект используется для стабилизации напряжения. Стабилитроны являются частью блока питания.

Различные стабилитроны. Напряжение стабилитрона всегда напечатано на корпусе, но его часто трудно прочитать.

Стабилитрон используется в режиме обратного смещения с последовательным резистором. Резистор всегда нужен для ограничения
электрический ток. Падение напряжения на стабилитроне стабильно в пределах диода и соответствует спецификации диода. Диоды
от 2,4 В до 100 В существуют. Наиболее распространены для напряжения от 2,7 В до 15 В. Номинальная мощность стабилитрона
диодов мощностью от 500 мВт до 2 Вт.

Для стабилитронов существует множество различных символов.

Приложения

Для стабилизации напряжения используется так называемый эффект Зенера.Поэтому стабилитрон используется в обратном смещении.
и последовательно с резистором. Когда напряжение становится выше, чем напряжение стабилитрона, диод закорачивает и
стабилизируется при этом конкретном напряжении стабилитрона. Чрезмерное падение напряжения на резисторе.

Напряжение на стабилитроне стабильное.

Обратите внимание, что стабилитроны всегда работают при обратном смещении.

Типы ZD и ZPD

Европейские типы ZD или ZPD легко идентифицировать.ZPD12 означает напряжение стабилитрона 12 В.

1N-типы

Напряжение стабилитрона американских 1N-типов не узнать по типу.
Вот список некоторых распространенных типов:

0,5 Вт — Тип	Напряжение
1N5226	3,3 В
1N5228	3,9 В
1N5231	5,1 В
1N5239	9.1В
1N5242	12В
1N5245	15В
1N5248	18В
1N5252	24В

1 Вт — Тип	Напряжение
1Н4728	3,3 В
1N4730	3. 9В
1N4733	5,1 В
1N4739	9,1 В
1N4742	12В
1N4744	15В
1N4745	18В
1N4749	24В

Тестирование

Стабилитроны можно проверить как обычные диоды с помощью мультиметра с диодным диапазоном.Функция Зенера не может
проверить мультиметром.

Для проверки функции стабилитрона или для выяснения напряжения стабилитрона неизвестного стабилитрона испытательная установка с мощностью
питание и последовательный резистор должен быть построен.

Всегда целесообразно проверять работу стабилитрона, когда электронная плата находится под напряжением. С минусом
вывод вольтметра на землю плюсовой вывод подсоединен к катоду. Измеряемое напряжение должно быть стабилитроном
Напряжение.

Поиск и устранение неисправностей

Дефекты стабилитронов встречаются не очень часто.Нестабильный блок питания обычно имеет другой дефект. Вероятно,
последовательный транзистор создает проблемы.

Когда стабилитрон неисправен и этот диод недоступен, меньшие стабилитроны можно включить последовательно, чтобы получить
нужное напряжение.

Стабилитроны
можно использовать в последовательном соединении.

Цены

Стабилитроны дешевы и стандартная цена в Европе составляет около 0,05 €

Ссылки и источники

Википедия: Стабилитрон

Стабилитрон — Javatpoint

Когда диод с сильно легированным p-n переходом улучшает работу в области обратного пробоя, он известен как стабилитрон . Изготовление стабилитрона выполнено таким образом, что он может легко работать в области обратного пробоя.

Символ стабилитрона показан ниже:

Преимущество стабилитрона в том, что он продолжает работать в режиме обратного смещения без повреждения . Зенеровский диод используется в различных приложениях, таких как регуляторы напряжения , регуляторы напряжения, стабилизаторы напряжения, и т. д.

Давайте сначала обсудим общие термины, необходимые для лучшего понимания концепции диода Зенера и процесса его обратного пробоя.

Легированный

Легирование относится к процессу добавления примесей к веществу или материалу. Мотивом добавления примесей является повышение электрических и структурных свойств вещества.

Сильно легированный

Вещество с высокой концентрацией примесей известно как сильно легированное вещество. Это увеличивает количество носителей заряда, что еще больше увеличивает проводимость материала.

Обратное смещение

Обратное смещение позволяет протекать через диод очень малому току, в то время как прямое смещение позволяет протекать через него большому току.

Механизм обратного смещения в стабилитроне не является разрушительным. Чрезмерное тепло, выделяемое протеканием большого обратного тока и колебаниями напряжения, может привести к тому, что диод не будет использоваться.

Почему обратное смещение предпочтительнее прямого?

Прямой ток в стабилитроне легко обеспечивает протекание тока в диоде. График в таком случае обычно экспоненциальный. Чрезмерный ток может повредить переход диода из-за нагрева. Следовательно, прямое смещение не является предпочтительным для механизма пробоя стабилитрона.

Почему p-n переход стабилитрона сильно легирован?

p-n переход стабилитрона сильно легирован, чтобы получить узкую область обеднения . Узкая область обеднения позволяет ионам легко получать энергию от внешнего источника. При обратном смещении потенциал перехода стабилитрона увеличивается. Это приводит к увеличению тока через диод Зенера.

Давайте обсудим это подробно.

Значение напряжения Зенера является важным фактором.Повышение температуры перехода приводит к уменьшению значения напряжения Зенера, что является основным требованием для лучшей работы диода при обратном смещении. Мы можем контролировать это, регулируя толщину области истощения. Таким образом, чтобы сохранить толщину области обеднения, диод сильно легирован. Это означает, что сильно легированная область может вести себя как область зенеровского пробоя, а слаболегированный p-n-переход — нет.

Теперь давайте сначала обсудим концепцию p-n перехода и влияние обратного смещения на p-n переход.

P-N развязка

Когда p-n переход подключен к внешнему напряжению, говорят, что он находится под смещением. Смещение на p-n переходе может быть прямым или обратным. Когда положительная клемма батареи и отрицательная клемма соединены со стороной p и стороной n батареи, говорят, что соединение находится в прямом смещении .

Точно так же, когда положительный и отрицательный полюсы батареи теперь подключены к сторонам n и p, соединение называется обратным смещением .

Давайте подробно обсудим условие обратного смещения p-n перехода.

Обратное смещение в p-n переходе

Когда к полупроводнику p-типа прикладывается отрицательное напряжение, потенциальная энергия валентной зоны в переходе увеличивается. Увеличение потенциальной энергии приводит к возникновению края валентной зоны, как показано ниже:

На приведенной выше диаграмме показано расщепление энергетического уровня Ферми и изгиб вниз, переход от p-области к n-области.

Из-за подъема края валентной зоны электроны на n-стороне и дырки на p-стороне находят барьер потенциальной энергии увеличенной ширины, как показано ниже:

Следовательно, большинство носителей в переходе не насыщаются на концах, движущихся противоположно друг другу, и не дают вклада в рекомбинационный ток. Неосновные носители, дырки и электроны, являются единственными носителями, которые получают энергию и реализуют рекомбинационный ток, известный как обратный ток насыщения.

Диод с p-n переходом обеспечивает высокое сопротивление обратному току из-за столкновений вблизи перехода.При обратном смещении дрейфовый ток уменьшается по сравнению с диффузионным током.

Стабилитрон

Приложенное электрическое поле в стабилитроне велико, а ширина обедненной области очень мала. То же самое происходит и при небольшом напряжении смещения 5В. Большое электрическое поле и ширина обеднения позволяют электронам туннелировать из валентной зоны p-типа сильнолегированного p-n-перехода в зону проводимости n-типа.

Обычный диод при приложении обратного смещения может необратимо повредить диод.Характеристики стабилитрона аналогичны характеристикам других диодов, но специально разработаны с пониженным напряжением пробоя. Такое напряжение называется напряжением Зенера. Ток через диод Зенера остается близким к напряжению Зенера. Следовательно, он используется в различных приложениях, таких как регулирование напряжения , стабилизаторы напряжения и т. д.

Операция

Структура стабилитрона показана ниже:

На приведенной выше схеме показано подключение p-n перехода при обратном смещении.Это простой диод с p-n переходом, но сильно легированный. Это означает, что в полупроводник добавляются дополнительные примеси.

ВАХ стабилитрона показаны ниже:

Диод, работающий при прямом смещении, действует как простой диод. В случае обратного смещения

Увеличение обратного смещения увеличивает ток, протекающий через диод. Резистор, включенный последовательно с диодом, поддерживает ток и предотвращает повреждение диода. Как только напряжение в цепи достигает максимального значения, ограничительный резистор стабилизирует уровень напряжения и делает его постоянным в течение определенного времени.Когда напряжение достигает пониженного напряжения пробоя или напряжения Зенера, электрическое поле становится сильным. Создаваемое электрическое поле достаточно сильное, чтобы возбудить электроны из валентной зоны. Небольшое увеличение напряжения стабилитрона приводит к быстрому скачку тока.

Рассмотрим подробнее механизм пробоя стабилитрона.

Пробой Зенера

Пробой в p-n переходе – это быстрое увеличение протекания тока при обратном смещении.Такое напряжение известно как напряжение пробоя.

Механизм пробоя стабилитрона

зависит от легирования. Это означает, что более высокое легирование уменьшит напряжение пробоя стабилитрона. Стабилитрон имеет небольшую ширину обеднения. Неосновные носители заряда в сильно легированных p-n-переходах могут легко туннелировать через область обеднения из-за сильного электрического поля обеднения. Туннелирование обеспечивает ускорение неосновным носителям. Эти носители сталкиваются с доступными донорными и акцепторными ионами вблизи перехода, создавая еще 90 516 электронно-дырочных 90 517 пар.Генерация такой большой электронно-дырочной пары увеличивает обратный ток насыщения, известный как пробой стабилитрона .

Мы знаем, что электрон перескакивает из валентной зоны в зону проводимости. Точно так же в этом обратном механизме электроны туннелируют через барьер из заполненных состояний валентной зоны p-области в незаполненные состояния n-области. Следовательно, соединение в таком случае не повреждается. Он возвращается в исходное состояние после устранения обратного смещения.

Характеристики стабилитрона

Стабилитрон может работать в прямом направлении, на пробой и на утечку. Но он специально разработан для работы в области пробоя.

Стабилитрон

надежно работает до тех пор, пока внешняя цепь ограничивает протекание через него тока. Но значение должно быть меньше максимального номинального тока Зенера, иначе значение тока сгорит.

Применение стабилитрона

Давайте обсудим некоторые распространенные области применения стабилитрона.

Регулятор напряжения

Зенеровские диоды — это диоды, которые позволяют току течь от анода к катоду и наоборот. Возможность смещения напряжения схемы обеспечивает совместимость между различными требованиями к напряжению. Подключение регулятора напряжения таково, что анод (положительный вывод стабилитрона) подключен к выходу, а вывод катода подключен к истоку с подтягивающим резистором.

Регулятор напряжения

Стабилитрон работает при обратном смещении.Использование стабилитрона в стабилизаторе напряжения обеспечивает постоянное выходное напряжение вместо различных колебаний напряжения. Это спасает устройства от повреждений при высоких напряжениях. Давайте подробно обсудим использование стабилитрона в стабилизаторе напряжения.

Схема регулятора напряжения показана ниже:

Резистор последовательно соединен с диодом для предотвращения чрезмерного тока. Такой резистор также известен как ограничительный резистор .

Ограничитель сигналов

В схеме ограничителя формы сигнала стабилитрон действует как диод смещения, где напряжение смещения в цепи равно напряжению пробоя. Давайте обсудим роль стабилитрона в ограничителе формы сигнала.

Ограничитель формы сигнала содержит резистор, включенный последовательно с диодом Зенера. Резистор защищает диод от чрезмерного тока. Два диода расположены вверх ногами, как показано выше. Диоды расположены таким образом, что они обеспечивают ограничение напряжения Зенера как при положительных, так и при отрицательных входных циклах. Чтобы получить один выходной цикл (положительный или отрицательный), мы можем использовать в схеме один стабилитрон.

Цикл ввода состоит из положительной половины и отрицательной половины.В течение положительной половины цикла один диод смещен в обратном направлении, а другой — в прямом. Точно так же это происходит во время отрицательного полупериода. В таком случае выходной сигнал обрезается как сумма напряжения Зенера и прямого напряжения 0,7 В.

Преимущества стабилитрона

Стабилитрон

позволяет току течь как в прямом, так и в обратном направлении. В случае других диодов ток может течь только в одном направлении.

Преимущества стабилитрона перечислены ниже:

Дешевле
Стоимость стабилитронов меньше по сравнению с другими типами диодов.
Защита по напряжению
Зенеровские диоды широко используются в регуляторах напряжения и ограничителях сигналов. Его использование в стабилизаторах напряжения обеспечивает постоянное выходное напряжение без каких-либо колебаний. Следовательно, он обеспечивает защиту устройств от напряжения даже при высоких напряжениях.
Использование в небольших цепях
Зенеровский диод используется в качестве шунтирующего регулятора и представляет собой небольшую схему, регулирующую напряжение. Его также можно использовать в качестве опорного элемента в небольших цепях.
Сдвиг напряжения
Стабилитрон можно использовать для смещения уровней напряжения.
Обеспечивает стабилизацию напряжения
С помощью ограничительного резистора истока стабилитроны могут стабилизировать выходное напряжение с малыми пульсациями. Стабилизация напряжения может происходить при различных режимах нагрузки.
Совместимость
Зенеровские диоды — распространенное электронное устройство с низкой стоимостью и лучшим контролем напряжения. Он также может выдуть избыточный ток из цепи.
Характеристики
Зенеровский диод может работать даже при высоких напряжениях. Размер стабилитрона небольшой, что позволяет быстро протекать току по цепи.

Недостатки стабилитрона

Недостатки стабилитрона перечислены ниже:

Низкий КПД при больших нагрузках
Работа стабилитрона при больших нагрузках приводит к некоторым потерям мощности в цепи.
Низкий пик обратного напряжения
Низкий пик обратного напряжения означает максимальное обратное напряжение смещения, которое может выдержать диод.Из-за этого диод Зенера не является предпочтительным для целей выпрямления. Диод Зенера в основном предпочтителен для приложений регулирования напряжения.

Лавинный обвал

Мы уже говорили о стабилитроне. Давайте обсудим сход лавины.

Лавинный пробой обусловлен ударной ионизацией акцепторных и донорных ионов в обедненной области. В основном это наблюдается в слаболегированных p-n-переходах. Ширина истощения большая.

Процесс образования электронно-дырочных пар в результате столкновения неосновных носителей с донорами и акцепторами известен как ударная ионизация. Эти электронно-дырочные пары создаются почти в средней части обедненной области. Сильное электрическое поле быстро разделяет сгенерированные электронно-дырочные пары. Далее он сталкивается с большим количеством заряженных ионов, что приводит к образованию большего количества электронов и дырок. Кроме того, это вызывает большой обратный ток насыщения. Этот этап увеличения обратного смещения, когда происходит резкое увеличение обратного тока, известен как лавинный пробой.

Пробой Зенера по сравнению с лавинным пробоем

Существует два механизма пробоя, называемые лавинным пробоем и пробоем Зенера. Но оба эти механизма разрушения не являются разрушительными. Разница между этими механизмами заключается в пробое при обратном смещении в зависимости от неосновных носителей, доступных внутри и вне обедненной области.

Давайте теперь обсудим разницу между этими двумя механизмами для лучшего понимания.

Категория	Пробой Зенера	Лавинный обвал
Электронный переход	Переход электронов из валентной зоны в зону проводимости происходит из-за сильного электрического поля вокруг узкого перехода диода.	Переход электронов из валентной зоны в зону проводимости происходит за счет увеличения электростатической энергии или ударной ионизации.
Допинг	P-n переход стабилитрона сильно легирован.	p-n переход слабо легирован для лавинного пробоя.
Ширина истощения	Маленький	Большой
Влияние температуры на напряжение пробоя	Повышение температуры приводит к уменьшению значения напряжения пробоя. Навигация по записям Предыдущая запись: Что это оптопара: Оптопара PC817 принцип работы и очень простая проверка. — schip.com.ua Следующая запись: Пуэ последние: Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ) актуальная версия на 2021 год alexxlab Посмотреть все записи автора alexxlab → Вам также может понравиться Принцип работы однофазного двигателя асинхронного: Однофазный асинхронный двигатель 19.06.201807.02.2021 Использование силы ампера: Применение сил Ампера и Лоренца в науке и технике. Амперметр, телеграф, электромагниты, масс-анализаторы 17.11.202003.10.2020 Отопления нет в одной комнате: В одной из комнат квартиры нет тепла, весь стояк холодный! 18.06.202108.06.2021 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Генератор Разное Советы Турбина Электростанции Энергия 2025 © Все права защищены.

Стабилитрон: устройство, принцип действия, характеристики

Что это такое

Основные характеристики

Условно графическое обозначение на схемах

Схема подключения

Маркировка

Что такое стабилитрон, как он работает и для чего используется | Энергофиксик

Что такое стабилитрон

Как работает стабилитрон

Внешний вид стабилитронов

Основные параметры стабилитронов

Стабилитрон в схеме

Проверка стабилитрона

Проводим эксперимент

Заключение

Глава 21. Стабилитроны . Введение в электронику

Стабилитрон — что это — и для чего он нужен?

Характеристики

Схемы включения

Выбор стабилитронов

Симметричный стабилитрон

Аналог стабилитрона

Маркировка стабилитронов

Заключение

Стабилитрон Д817 Д817А, Д817Б, Д817В, Д817Г

Электрические параметры Д817 (Д817А, Д817Б, Д817В, Д817Г)

Предельные характеристики стабилитрона Д817

Читать «Введение в электронику» — Гейтс Эрл Д. — Страница 58

Стабилитрон КС211Б

Диод Зенера – обзор

Пример 3.

Что такое стабилитрон? — Определение и характеристики

Характеристика стабилитрона

Символ стабилитрона

Использование

Краткий обзор урока

Стабилитрон — Определение, характеристики VI и пробой стабилитрона

Что такое стабилитрон?

Стабилитрон определение

Поломка в стабилитрон

Лавина поломка

Зенер поломка

Символ стабилитрон

VI характеристики стабилитрона

Преимущества стабилитрона

Приложения стабилитрона

Типы диодов

Разница между диодом и стабилитроном (со сравнительной таблицей)

Диод

Стабилитрон

Ключевые различия между диодом и стабилитроном

Использование стабилитрона — функции, приложения и часто задаваемые вопросы

Стабилитрон — функции и применение

Пробой Зенера

Применения

Защита от перенапряжения

Зенеровский диод используется для отключения цепей

Учебный курс Фрэнка

Стабилитроны

Приложения

Типы ZD и ZPD

1N-типы

Тестирование

Поиск и устранение неисправностей

Цены

Ссылки и источники

Стабилитрон — Javatpoint

Легированный

Сильно легированный

Обратное смещение

Почему обратное смещение предпочтительнее прямого?

Почему p-n переход стабилитрона сильно легирован?

P-N развязка

Обратное смещение в p-n переходе

Стабилитрон

Операция

Пробой Зенера

Характеристики стабилитрона

Применение стабилитрона

Регулятор напряжения

Что такое
стабилитрон?

Стабилитрон
определение

Поломка в
стабилитрон

Лавина
поломка

Зенер
поломка

Символ
стабилитрон

VI
характеристики стабилитрона

Преимущества
стабилитрона

Приложения
стабилитрона

Типы
диодов