Stabilitron - to je kaj in za kaj gre?

Zener dioda je polprevodniška dioda z edinstvenimi lastnostmi. Če je konvencionalni polprevodnik izolator, ko se ponovno vklopi, to funkcijo opravlja, dokler ne dosežemo določenega povečanja uporabljene napetosti, po kateri se pojavi plaz-podobna reverzibilna okvara. Z nadaljnjim povečanjem povratnega toka, ki teče skozi zenerjevo diodo, napetost ostane nespremenjena zaradi sorazmernega zmanjšanja upora. Na ta način je mogoče doseči stabilizacijski režim.

V zaprtem stanju se najprej zgodi z majhnim uhajalnim tokom. Element se obnaša kot upor, katerega velikost upora je super. V razčlenitvi odpornost žarkovske diode postane zanemarljiva. Če še naprej povečujemo napetost na vhodu, se element začne ogrevati in če tok presega dovoljeno vrednost, se pojavi nepopravljiva toplotna okvara. Če se zadevo ne prenese na njega, ko se napetost spremeni od nič do zgornje meje delovnega območja, ostanejo lastnosti zener diode.

Ko se dioda zener vklopi neposredno, se karakteristike ne razlikujejo od diode. Ko je plus priključen na p-regijo in minus v n-regijo, je odpornost prehoda majhna in trenutni tok prosto giblje skozi njo. Poveča se z večjo vhodno napetostjo.

Stabilitron je posebna dioda, povezana večinoma v nasprotni smeri. Element je prvič zaprt. V primeru električnega razpada napetostna zener dioda ohranja konstantno v velikem obsegu.

Anodi se napajajo z minusom in katodo - plus. Zunaj stabilizacije (pod točko 2) se pojavi pregrevanje in povečanje verjetnosti elementa, ki ne deluje.

Značilnosti

Parametri zener diode so naslednji:

• U_art. - Stabilizacijska napetost pri nazivni tok I_art.;
• Jaz_{art. min} - najmanjši tok začetka električne razgradnje;
• Jaz_{art. max} - največji dopustni tok;
• TKN - temperaturni koeficient.

Za razliko od konvencionalne diode je zener dioda polprevodniška naprava, pri kateri so karakteristike tokovne napetosti območja električnega in toplotnega razpada dovolj daleč oddaljene.

Z največjim dopustnim tokom je pogosto povezan parameter, ki je pogosto naveden v tabelah - odvajanje moči:

P_max = Jaz_{art. max}∙ U_art..

Odvisnost zener diode na temperaturi je lahko s pozitivnim TCH ali negativnim. V primeru serijske povezave elementov z različnimi koeficienti se oblikujejo precizne zener diode, neodvisno od ogrevanja ali hlajenja.

Sheme vključitve

Značilno preprosto stabilizacijsko vezje sestoji iz balastne upornosti R_b in zener diode, premikanje bremena.

V nekaterih primerih pride do kršitve stabilizacije.

1. Dobava stabilizatorja velike napetosti iz napajalnika v prisotnosti filtrskega kondenzatorja na izhodu. Trenutna napetost pri polnjenju lahko povzroči napako zener diode ali upor R_b.
2. Izklopite odklop. Ko je največja napetost na vhodu, lahko tok zener diode preseže dovoljeno vrednost, kar bo privedlo do njegovega ogrevanja in uničenja. Pomembno je, da območje potnega lista ostane varno.
3. Odpornost R_b je izbrana majhna, tako da je pri najnižji možni napetosti napetosti in največjem dovoljenem tokovnem obremenitvenem stanju dioda zenerja v delovnem kontrolnem območju.

Za zaščito stabilizatorja se uporabljajo tiristorska zaščitna vezja ali varovalke.

Upor R_b izračunano po formuli:

R_b = (U_jama - U_nom ) (I_art. + Jaz_G.).

Tok zener diode I_art. je izbrana med dovoljeno najvišjo in najmanjšo vrednostjo, odvisno od napetosti na vhodu U_jama in obremenitev toka I_G..

Izbira zener diode

Elementi se v stabilizacijski napetosti širijo. Za natančno vrednost U_G., Zener diode so izbrane iz iste serije. Obstajajo tipi z ožjim obsegom parametrov. Pri visoki moči disipacije so elementi nameščeni na radiatorjih.

Za izračun parametrov zener diode so potrebni začetni podatki, na primer:

• U_jama = 12-15 V - vhodna napetost;
• U_art. = 9 V - stabilizirana napetost;
• R_G. = 50-100 mA - obremenitev.

Parametri so značilni za naprave z nizko porabo energije.

Pri najmanjši vhodni napetosti 12 V je tok na obremenitvi izbran za največ 100 mA. Z Ohmovim zakonom lahko najdemo celotno obremenitev verige:

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

Na zener diode je padec napetosti 9 V. Za tok 0,1 A je ekvivalentna obremenitev:

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

Sedaj lahko določite odpornost predstikalnih naprav:

R_b = 120 ohmov - 90 ohmov = 30 ohmov.

Izbrana je iz standardne serije, kjer vrednost sovpada z izračunano vrednostjo.

Največji tok skozi zener diode je določen ob upoštevanju odklopa tovora, tako da ne izgine v primeru, če katerikoli žica izgine. Padec napetosti preko upora je:

U_R = 15 - 9 = 6 V.

Potem se določi tok skozi upor:

Jaz_R = 6/30 = 0,2 A.

Ker je zener dioda povezana z njim v seriji, sem_c = Jaz_R = 0,2 A.

Disipacija moči bo P = 0,2 ∙ 9 = 1,8 W.

Glede na dobljene parametre je izbrana primerna Zener dioda D815B.

Simetrična zener dioda

Simetrični tiridor diode je stikalna naprava, ki izvaja izmenični tok. Značilnost njegovega dela je padec napetosti na več voltov, če je vklopljen v razponu od 30-50 V. Zamenja jo lahko dve konvertorski konvencionalni diodi. Naprave se uporabljajo kot stikalni elementi.

Analogno zener diode

Če ni mogoče izbrati ustreznega elementa, uporabite analogno zener diode na tranzistorjih. Njihova prednost je možnost regulacije napetosti. Za to so lahko uporabljeni DC ojačevalniki z več stopnjami.

Na vhodu je napetostni delilnik upor za trimer R1. Če se vhodna napetost poveča, se poveča tudi na podlagi tranzistorja VT1. To poveča tok skozi tranzistor VT2, ki kompenzira povečanje napetosti in s tem ohranja stabilen izhod.

Označevanje zener diode

Na voljo so steklene zener diode in zener diode v plastičnih primerih. V prvem primeru sta na njih nameščeni dve števili, med katerimi je tudi črka V. Natpis 9V1 pomeni, da je U_art. = 9,1 V.

Na plastičnem ohišju so napisi dekodirani s pomočjo podatkovnega lista, kjer lahko tudi ugotovite druge parametre.

Temni obroč na telesu označuje katodo, na katero je priključen plus.

Zaključek

Zener dioda je dioda s posebnimi lastnostmi. Prednost zener diode je visoka stopnja stabilizacije napetosti za širok razpon obratovalnih tokov, kot tudi enostavne sheme povezav. Za stabilizacijo nizkonapetostnih naprav se obračajo v smeri naprej in začnejo delovati kot običajne diode.