Параметры стабилитрона: Стабилитроны и стабисторы: Параметры стабилитронов и стабисторов

Содержание

Стабилитрон. Характеристики стабилитронов

Существует такой тип диода как стабилитрон или, как его ещё называют, диод Зенера. В стабилитроне используется тот же самый p-n переход, но работает диод Зенера совсем иначе! 

При создании различных электронных устройств бывает нужно получить стабильное напряжение для питания какой-либо части этого устройства, так как некоторые схемы, особенно на транзисторах, достаточно чувствительны к колебаниям напряжения питания, которое неизбежно по чисто физическим и техническим причинам. 

Один из способов получения такого стабилизированного напряжения — использование стабилитрона. В зависимости от модели стабилитрона можно поддерживать стабильным напряжение вплоть до 400В. Очень хорошо. Но в радиолюбительской практике высоковольтные стабилитроны редкость и чаще встречаются на 3.3В, 5В, 12В и т.д. 

Конструкция стабилитрона такая же как у диода: p-n переход, два вывода, изолирующая или проводящая (встречается у некоторых советских стабилитронов)

оболочка. Но в схеме они используются совсем иначе! Во-первых, стабилитрон подключается минусом к плюсу, а плюсом к минусу. А ты уже знаешь, что при таком подключени диоды ток не проводят. Или проводят? Давай разберёмся.

Принцип работы стабилитрона

Сложно предположить, что еще 70-100 лет назад редкая квартира в городах имела собственную ванную комнату со привычной нам белой чугунной ванной. Если ты сейчас пойдёшь в свою ванную комнату и посмотришь на ванну, то увидишь в ней два отверстия. Одно сливное, расположено на дне ванны, а второе, поменьше, возле края верхнего борта ванны. 

Зачем нужно второе отверстие? Чтобы не затопить соседей! С его помощью ограничивается уровень воды, до которого можно набрать воду в ванну. Как только уровень воды в достигнет защитного отверстия, то лишняя вода будет через это отверстие уходить в канализацию.

Так вот стабилитрон работает аналогично. Как только падение напряжения на нём превысит заданное на заводе значение (3.3В, 5В, 12В и т.д.), стабилитрон отведёт через себя лишний ток, удерживая выходное напряжение на заданном уровне, например, 3.3В

Стабилитрон — это защита от перелива

Пример использования стабилитрона

Возьмём резистор, стабилитрон и соединим их так, как показано на схеме ниже. Стабилитрон включен катодом (минусом) к резистору, а анодом (плюсом) к минусу. Т.е. включен в обратном направлении. В таком положении через стабилитрон протекает ток Iобр

маленький, незначительный ток. Можно считать, что тока практически нет.

Если теперь подать Uвх, то на резисторе Rн будет приблизительно паспортное значение напряжения стабилизации стабилитрона Uст равное 3В, 3.3В, 5В, 12В и т.д. Приблизительное, так как номинал значения любой радиодетали имеет погрешность. Что поделать. Такова жизнь. Кстати, должно выполняться условие Uвх > Uст. Чтобы стбилизация была надежней следует иметь некоторый запас прочности по напряжению.

Если внимательно рассмотреть цепь R1-V1, то можно увидеть хорошо тебе знакомый делитель напряжения. Разница между делителем напряжения из резисторов и делителем напряжения с использованием стабилитрона заключается в том, что если Uвх вдруг слегка увеличится, то и выходное напряжение резистивного делителя напряжения слегка увеличится. И наоборот. 

А вот если вместо резистора в делителе напряжения используется стабилитрон, как на схеме выше, тогда таких изменений Uвых не будет. Конечно при условии, что Uвх ± небольшое изменение > Uвых. 

Достигается это благодаря все тому же эффекту «переливного отверстия», модель которого я использовал, чтобы описать принцип работы стабилитрона.

Характеристики стабилитрона

При использовании стабилитронов следует помнить, что он не всемогущ, а является обычной полупроводниковой деталью. Это значит следует внимательно выбирать для своей схемы подходящий стабилитрон с учетом его характеристик. Для тебя наиболее важными параметрами стабилитрона являются:

  • Максимальный ток стабилизации
  • Напряжение стабилизации

Максимальный ток стабилизации 

Если неправильно выбрать стабилитрон и ток, который будет через неко протекать во время работы схемы окажется больше, чем допустимое заводское значение, то он начнёт нагреваться и со временем перегрется и выйдет из строя. Поэтому следует выбирать стабилитрон так, чтобы его допустимый максимальный ток был значительно больше, чем ток, который будет через него протекать во время работы схемы. 

Напряжение стабилизации

Стабилитроны выпускаются с жестко заданным напряжением стабилизации. Это его паспортное значение, заложенное при изготовлении на заводе. Поэтому, когда ты выбираешь стабилитрон, то первоначально смотришь на паспортное значение напряжения стабилизации, а затем уже на допустимые ток и мощность.

Что ещё важно знать 

Практически все радиодетали зависят от температуры окружающей среды. И стабилитрон тоже. Это означает, что паспортное напряжение стабилизации может измениться, если температура сильно возрастёт или упадёт. Вот пример, отечественный стабилитрон Д814 напряжение стабилизации при Iст = 5 мА:

Маркировка Напряжение стабилизации
При Т = +25°C
Д814А  7…8,5 В
Д814Б  8…9,5 В
Д814В  9…10,5 В
Д814Г  10…12 В
Д814Д  11,5…14 В
При Т = -60°C
Д814А  6…8,5 В
Д814Б  7…9,5 В
Д814В  8…10,5 В
Д814Г  9…12 В
Д814Д  10…14 В

Как видно из таблицы при изменениии температуры меняется и напряжение стабилизации. Незначительно, но все же меняется. Хотел бы я посмотреть на любительский прибор, который должен работать при -60… Но знать о том, что напряжение стабилизации зависит от температуры все же надо. 

Прочитал про стабилитрон, прочитай ещё и про:

 

Параметры стабилитронов отечественного производства | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Наименование

Стабилитрона

 

Uст/Iст

(В/мА)

 

Ic1-Ic2

(мА)

 

Rст/Iст

(Ом/мА)

 

Rст/Iст

(Ом/мА)

 

Pм,

(мВт)

 

TKU(мВ/C)

1/10000*C

 

dUст,

%(В)

 

2С101А

2С101Б

2С101В

2С101Г

2С101Д

3.3/3

3.9/3

4.7/3

5.6/3

6.8/3

1-30

1-26

1-21

1-18

1-15

180/3

180/3

200/3

100/3

50/3

100

100

100

100

100

-10

-8

-6

+/-4

+6

10

10

10

10

10

 

КС102А 4.84/20 3-58 160/3 17/20 300
КС104А 7.5/4 0.5-17 40/4 125
КС104Б 9.2/4 0.5-14 40/4
125
КС106А 3.2/0.01 0.01-0.5 500/0.2 2 13 (0.3)
2С107А 0.7/10 1-100 50/1 7/10 (2 мв/ C) 10
2С108А

2С108Б

2С108В

2С108Г

2С108Д

2С108Е

2С108Ж

2С108И

2С108К

2С108Л

2С108М

2С108Н

2С108П

2С108Р

2С108C

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

3-10

3-10

3-10

3-103-10

3-10

3-10

3-103-10

3-10

3-10

3-10

3-103-10

3-10

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

15/7.5

70

70

70

7070

70

70

70

7070

70

70

70

7070

+/-0.2

+/-0.1

+/-0.05+/-0.2

+/-0.1

+/-0.05

+/-0.2+/-0.1

+/-0.05

+/-0.1

+/-0.05+/-0.1

+/-0.05

+/-0.05+/-0.05

10

10

10

1010

10

10

10

1010

10

10

10

1010

2С113А 1.3/10 1-100 90/1 12/10 (-4мв/ C) 10
КС114А 6.4/7.5 3-35 15/7.5 250 0.5 5
КС115А 1.5/3 1-100 150/1 35/3 200 (.06)
2С117А

2С117Б

2С117В

2С117Г

2С117Д

2С117Е

2С117Ж

2С117И

2С117К

2С117Л

2С117М

2С117Н

2С117П

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

3-12

3-12

3-12

3-123-12

3-12

3-12

3-123-12

3-12

3-12

3-123-12

50/

50/

50/

50/50/

50/

50/

50/

50/

50/

50/

50/

50/

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.520/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.520/7.5

20/7.5

80

80

80

8080

80

80

80

8080

80

80

80

-0.2;+0.2

-0.1;+0.1

-0.05;+0.05

-0.2;+0.2-0.1;+0.1

-0.05;+0.05

-0.2;+0.2

-0.1;+0.1

-0.05;+0.05-0.1;+0.1

-0.05;+0.05

-0.05;+0.05

-0.05;+0.05

5

5

5

55

5

5

5

5

55

5

5

2С118А 3.2/0.2 0.01-0.5 500/.225 2 10
2С119А 1.9/10 1-100 130/1 15/10 (-6 мв/ C) 10
КС121А 7.5/5 0.5-35 15/5 (0.4)
2С123А

2С123Б

2С123В

2С123Г

2С123Д

2С123Е

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

6.4/7.5

3-12

3-12

3-12

3-123-12

3-12

50/

50/

50/

50/50/

50/

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

80

80

80

80

80

80

-0.05;+0.05

-0.02;+0.02

-0.05;+0.05

-0.02;+0.02-0.05;+0.05

-0.02;+0.02

5

5

5

55

5

КС133А

2С133Б

КС133В

КС133Г

3.3/10

3.3/5

3.3/5

3.3/5

3-81

1-37.5

1-37.5

1-37.5

180/3

680/1

680/1

65/10

150/5

150/5

150/5

300

125

125

125

-11

-10; -2

-10

10

10

(0.2)

(0.3)

КС139А

2С139Б

КС139Г

3.9/10

3.9/10

3.9/5

3-70

3-26

1-32

180/3

180/3

60/10

60/10

150/5

300

100

125

-10;0

-10

-10

10

10

КС147А

2С147Б

2С147В

КС147Г

2С147Т9

4.7/10

4.7/10

4.7/5

4.7/5

4.7/3

3-58

3-21

1-26.51-26.5

1-38

160/3

180/3

680/1

680/1

560/

56/10

56/10

150/5

150/5220/3

300

100

125

125

200

-9; +1

-8; +2

-7

-7

-8

10

10

10

10(0.3)

КС156А

2С156Б

2С156В

КС156Г

2С156Т9

2С156Ф

5.6/10

5.6/10

5.6/5

5.6/5

5.6/35.6/5

3-55

3-18

1-22.41-22.4

1-34

1-20

160/3

160/3

470/1

470/1

560/2

90/1

46/10

45/10

100/5

100/5

160/3

30/5

300

100

125

125

200

125

-5; +5

-4; +7

0; +5

0; +7

-4; +6-

10

10

10

10

(0.3)5

КС162А

КС162А2

6.2/10

6.2/10

3-35

3-22

150/3

150/3

35/10

35/10

150

300

— 6

— 6

(0.4)

(0.4)

2С164М9 6.4/3 0.5-3 120/1.5 20 -0.5;+0.5 (0.3)
2С166А

2С166Б

2С166В

2С166Г

2С166Д

2С166Е

2С166Ж

2С166И

2С166К

6.6/7.5

6.6/7.5

6.6/7.5

6.6/7.5

6.6/7.5

6.6/7.5

6.6/7.5

6.6/7.5

6.6/7.5

3-10

3-10

3-10

3-103-10

3-10

3-10

3-103-10

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/3

70/370/3

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

20/7.5

70

70

70

7070

70

70

70

70

-0.2;+0.2

-0.1;+0.1

-0.05;+0.05

-0.2;+0.2-0.1;+0.1

-0.05;+0.05

-0.2;+0.2

-0.1;+0.1-0.05;+0.05

5

5

5

57

7

5

5

6

КС168А

2С168Б

КС168В

КС168В2

2С168К9

6.8/10

6.8/10

6.8/10

6.8/10

6.8/0.5

3-28

3-15

3-28

3-200.1-27

120/3

40/3

120/3

120/3

1000/

28/10

15/10

28/10

28/10

200/0.5

300

100

150

300

200

— 6; +6

+7

— 5; +5

— 5; +5

-5;

10

10

(0.5)

(0.5)(0.3)

КС170А 7.0/10 3-20 50/3 20/10 150 — 1; +1 (.35)
КС175А

КС175А2

2С175Е

2С175Ж

2С175Ц

7.5/5

7.5/5

7.5/5

7.5/4

7.5/0.5

3-18

3-18

3-20

0.5-170.1-17

70/3

70/3

200/0.5

820/0.1

16/5

16/5

30/5

40/4

200/0.5

150

300

150

125

125

— 4; +4

— 4; +4

10

+7

6.5

(0.5)

(0.5)

5

(0.4)-

2С180А 8.0/5 3-15 15/1 8/5 125 +7 (0.6)
КС182А

КС182А2

2С182Е

2С182Ж

2С182Ц

8.2/5

8.2/5

8.2/5

8.2/4

8.2/0.5

3-17

3-17

3-18

0.5-150.1-15

30/3

30/3

200/0.5

820/0.1

14/5

14/5

30/5

40/4

200/0.5

150

300

150

125

125

+5

-5; +5

+8

7

(0.6)

(0.6)

5

(0.5)-

КС190А

КС190Б

КС190В

КС190Г

КС190Д

КС190Е

КС190Ж

КС190И

КС190К

КС190Л

КС190М

КС190Н

КС190О

КС190П

КС190Р

КС190У

КС190Ф

9.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/109.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/10

9.0/10

5-15

5-15

5-15

5-155-15

5-15

5-15

5-155-15

5-15

5-15

5-15

5-155-15

5-15

5-15

5-15

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

15/10

150

150

150

150

150

150

150

150

150

150

150

150

150

150

150

150

150

-0.5 +0.5

-0.5 +0.5

-0.2 +0.2

-0.1 +0.1-0.05 +0.05

-0.5 +0.5

-0.2 +0.2

-0.1 +0.1

-0.05 +0.05-0.2 +0.2

-0.1 +0.1

-0.05 +0.05

-0.05 +0.05

-0.1

+0.1

-0.05 +0.05

-0.05 +0.05

-0.05 +0.05

5

5

5

55

5

5

5

5

55

5

5

5

55

5

КС191А

КС191А2

КС191Б

КС191В

2С191Е

2С191Ж

КС191М

КС191Н

КС191П

КС191Р

КС191С

КС191T

КС191У

КС191Ф

2С191Ц

9.1/5

9.1/5

9.1/10

9.1/10

9.1/5

9.1/49.1/10

9.1/10

9.1/10

9.1/10

9.1/10

9.1/10

9.1/10

9.1/10

9.1/0.5

3-15

3-15

3-20

3-203-16

0.5-14

5-15

5-15

5-155-15

3-20

3-20

3-203-20

0.1-14

30/3

30/3

200/0.5

39/5

39/5

39/5

39/5

-820/0.1

18/5

18/5

15/10

15/10

30/5

40/4

18/10

18/10

18/10

18/10

18/10

18/10

18/10

18/10

200/0.5

150

300

200

200

150

125

150

150150

150

200

200

200

200

125

+6

-6; +6

-1; +1

-0.5; +0.5

+9-0.5; +0.5

-0.2; +0.2

-0.1; +0.1

-0.05;+0.05

-0.5;

+0.5

-0.2; +0.2

-0.1; +0.1

-0.05;+0.05

8

(0.6)

(0.6)

(0.4)

(0.4)

5

(0.5)5

5

5

5

55

5

5

КС196А

КС196Б

КС196В

КС196Г

9.6/10

9.6/10

9.6/10

9.6/10

3-20

3-20

3-203-20

70/3

70/3

70/3

70/3

18/10

18/10

18/1018/10

200

200

200

200

-0.5; +0.5

-0.25;+0.25

-0.1; +0.1-0.05;+0.05

5

5

5

5

КС201А

КС201Б

КС201В

КС201Г

11/4

12/413/4

0.5-11

0.5-4.5

0.5-16

0.5-16

70/2

40/4

15/4

15/4

200

125

200

200

10

(0.5)

(0.6)

(0.4)

(0.7)

КС210Б

КС210Б2

2С210Е

2С210Ж

2С210Ц

10/5

10/5

10/5

10/410/0.5

3-14

3-14

3-15

0.5-130.1-12.5

35/3

35/3

200/0.5

820/0.1

22/5

22/5

30/5

40/4

200/0.5

150

300

150

125

125

+7

-7; +7

+9

8.5

(0.7)

(0.7)

5

(0.5)

2С211А

КС211Б

КС211В

КС211Г

КС211Д

2С211Ж

2С211И

КС211Ц

11/5

11/10

11/10

11/10

11/10

11/4

11/5

11/0.5

3-10

5-33

5-33

5-335-33

0.5-14

3-13

0.1-11.2

36/1

30/5

30/5

30/5

30/5

200/0.5

40/3

820/0.1

19/5

15/10

15/10

15/10

15/10

70/4

23/5

200/0.5

125

280

280

280

280

150

150

125

+9.5

+2

-2; +2

-1; +1

-0.5; +0.5

+9+7

8.5

+15

-15

+-10

+-10

(0.5)(0.7)

2С212В

2С212Е2

С212Ж

2С212Ц

12/5

12/5

12/412/0.5

3-12

3-13

0.5-11

0.1-10.6

45/3

200/0.5

820/0.1

24/5

30/5

40/4

200/0.5

150

150

125

125

+7.5

+9.5

8.5

5

5

(0.6)

2С213А

2С213Б

КС213Б2

2С213Е

2С213Ж

13/5

13/5

13/5

13/513/4

3-9

3-10

3-10

3-120.5-10

44/1

45/3

45/3

-200/0.5

22/5

25/5

25/5

30/540/4

125

150

300

150

125

+9.5

+8

-8;+8

+9.5

(0.9)

(1.0)

5(0.7)

2С215Ж 15/2 0.5-8.3 300/0.5 70/2 125 (0.8)
2С216Ж 16/2 0.5-7.8 300/0.5 70/2 125 (0.9)
2С218Ж 18/2 0.5-6.9 300/0.5 70/2 125 (1.0)
2С220Ж 20/2 0.5-6.2 300/0.5 70/2 125 (1.0)
2С222Ж 22/2 0.5-5.7 300/0.5 70/2 125 (1.1)
2С224Ж 24/2 0.5-5.2 300/0.5 70/2 125 (1.2)
2С291А 91/1 0.5-2.7 1600/0.5 700/1 250 11 (5.0)
Д818А

Д818Б

Д818В

Д818Г

Д818Д

Д818Е

9/10

9/10

9/10

9/109/10

9/10

3-33

3-33

3-33

3-333-33

3-33

100/3

100/3

100/3

100/3

100/3100/3

25/10

25/10

25/10

25/1025/10

25/10

300

300

300

300

300

300

+2.3

-2.3;

-1.1;

+1.1

-0.6;

+0.6

-0.2;

+0.2

-0.1;

+0.1

20

—20

15

15

15

15

2С401А

2С401БС

6.8/10

7.5/10

-139А*

-128А*

1

1

(0.7)

(0.7)

2С402А

2С402Б

2С402В

2С402Г

5.6/500

6.8/500

8.2/500

10/250

1-890

1-730

1-600

25-500

20/50

15/50

8/50

15/25

0.6/500

0.8/500

1/500

2.2/250

5

5

5

5

(0.6)

(0.7)

(0.8)

(1.0)

КС405А

КС405Б

6.2/

6.2/0.5

0.5-60

0.1-60

200/0.5

0.4

0.4

-0.2; +0.5

(0.3)

КС406А

КС406Б

8.2/15

10/12.5

0.5-35

0.25-28

6.5/15

8.5/12.5

0.5

0.5

(0.5)

(0.6)

КС407А

КС407Б

КС407В

КС407Г

КС407Д

КС407Е

3.3/20

3.9/20

4.7/20

5.1/20

6.8/18.5

3.6/

1-100

1-83

1-681-59

1-42

1-90

28/20

23/20

19/20

17/20

4.5/18.5

28/20

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

(0.2)

(0.2)

(0.3)

(0.3)

(0.4)-

КС408А 6.2/1 150 A 1
КС409А 5.6/5 1-48 50/1 20/5 0.4 (0.3)
КС410АС 8.2/ 124 А 1
2С411А

2С411Б

7.7/5

8.7/5

3-40

3-36

12/1

18/1

6/5

10/5

0.34

0.34

7

8

(0.7)

(0.7)

КС412А 6.2/ 5-55 0.4
КС413Б 4.3/ 20-70 0.34
2С414А 3.5-4.3 200 А 1
КС415А 2.4/ 3-100 0.34
2С416А 7.2-8.0 100 А 1
КС417А

КС417Б

КС417В

КС417Г

КС417Д

КС417Е

КС417Ж

5.6/

6.2/

6.8/

7.5/

8.2/

9.1/10/

-70

-64

-58-53

-47

-43-40

40/5

10/5

8/5

7/5

7/5

10/5

15/5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

-3.0;+3.0
4.04.5

5.0

5.5

6.0

6.5

(0.4)

(0.4)

(0.4)

(.45)

(0.5)

(.55)(0.6)

КС433А

КС433А1

3.3/30

3.3/30

3-191

3-191

180/3

180/3

25/30

25/30

1

1

-10

-10; 0

10

10

КС439А

КС439А1

3.9/30

3.9/30

3-176

3-176

180/3

180/3

25/30

25/30

1

1

-10

-10; 0

10

10

КС447А

КС447А1

4.7/30

4.7/30

3-159

3-159

180/3

180/3

18/30

18/30

1

1

-8.3

-8.3

10

10

КС451А 5.1/30 3-148 1 5
КС456А

КС456А1

5.6/30

5.6/30

3-139

3-139

145/3

145/3

10/30

10/30

1

1

5

0; 5

10

10

КС468А

КС468А1

6.8/30

6.8/30

3-119

3-119

70/3

70/3

5/30

3.5/30

1

1

6.5

0; 6.5

10

10

КС482А

КС482А1

8.2/5

8.2/5

1-96

1-96

200/1

200/1

25/5

25/5

1

1

8

8

10

10

2С483А

2С483Б

2С483В

2С483Г

2С483Д

7.5/1

7.5/1

7.5/1

7.5/1

7.5/1

0.5-10

0.5-10

0.5-10

0.5-10

0.5-10

2/

2/

2/

2/2/

2С501А

2С501АС

2С501Б

2С501БС

15/1

15/1

30/130/1

-68 А*

-68 А*-13 А*

-35 А*

1

1

1

1

(1.5)

(1.5)

(3.0)

(3.0)

2С502А

2С502Б

2С502В

2С502Г

2С502Д

2С502Е

2С502Ж

2С502И

2С502К

2С502Л

2С502М

2С502Н

12/250

14.8/250

18/250

22/75

27/75

33/75

39/75

47/75

56/25

68/25

82/25

100/25

25-410

25-330

25-27010-160

10-130

10-100

10-9010-75

5-60

5-50

5-405-35

20/25

25/25

30/25

120/10

150/10

150/10

150/10

150/10

200/5

200/5

300/5

300/5

2.6/250

3.2/250

4.5/250

10/75

12/75

15/75

18/75

25/75

50/25

70/25

80/25

90/25

5

5

5

55

5

5

5

5

55

5

(1.2)

(1.5)

(1.8)

(2.3)

(2.7)

-(4.0)

(4.5)

(5.5)

(7.0)

(8.0)

(10 )

2С503АС

2С503БС

2С503ВС

12/1

33/1

39/1

-87 А*

-32 А*-27 А*

1

1

1

(1.2)

(3.3)

(3.9)

КС504А 18-28/ -6 А*
КС506А 44/2.7 0.25-6.5 105/2.7 0.5 25
КС507А 31/8 0.25-20 1000/0.2 35/8 0.5 20 10
КС508А

КС508Б

КС508В

КС508Г

КС508Д

12/10.5

15/8.5

16/7.8

18/7.0

24/5.2

0.25-23

0.25-18

0.25-17

0.25-150.25-11

11.5/10

16/8.5

17/7.8

21/7.0

33/5.2

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

(0.7)

КС509А

КС509Б

КС509В

14.7/15

18/15

20/10

0.5-42

0.5-35

0.5-31

500/0.5

500/0.5

600/0.5

15/15

20/15

24/10

1.3

1.3

1.3

5-9

6-9

6-9

(0.9)

(1.1)

(1.2)

КС510А

КС510А1

10/5

10/5

1-79

1-79

200/1

200/1

25/5

25/5

1

1

10

10

10

5

КС511А

КС511Б

КС511В

КС511Г

15-20

71-103

21-3120-31

71 А

14.6 А

49 А

49

А

1.5

1.5

1.5

1.5

КС512А

КС512А1

12/5

12/5

1-67

1-67

200/1

200/1

25/5

25/5

1

1

10

10

10

10

КС513А 31/15 0.25-65 1к/0.25 45/15 2.35 8.5 10
2С514А

2С514А1

2С514Б

2С514Б1

2С514В

2С514В1

59-65

56-68

65-71

61-75

78-86

74-90

18 А

17 А

16 А

3 А

13 А

13 А

1

1

1

11

1

КС515А

КС515А1

КС515Г

КС515Г2

15/5

15/5

15/10

15/10

1-53

1-53

3-313-31

200/1

200/1

180/3

180/3

25/5

25/5

25/10

25/10

1

1

0.5

0.5

10

10

0.5

0.5

10

10

5

5

2С516А

2С516Б

2С516В

9.7/

11/

12.7/

3-32

3-29

3-24

25/1

30/1

30/1

12/5

15/5

15/5

0.34

0.34

0.34

9

9.5

9.5

(0.7)

(1.0)

(1.2)

2С517А

2С517А1

2С517Б

2С517Б1

2С517В

2С517В1

2С517Г

2С517Г1

14-16

13-16

21-23

20-24

37-41

35-43

71-79

67-82

71 А

68 А

49 А

47 А

28 А

26 А

15 А

14 А

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.51.5

КС518А

КС518А1

18/5

18/5

1-45

1-45

200/1

200/1

25/5

25/5

1

1

10

10

10

10

КС520В

КС520В2

20/5

20/5

3-22

3-22

210/3

210/3

120/5

120/5

0.5

0.5

1

1

5

5

2С521А 11-12 88 А 1
КС522А

КС522А1

22/5

22/5

1-37

1-37

200/1

200/1

25/5

25/5

1

1

10

10

10

10

2С523А 30/2 0.5-10 80/2 0.3 11
2С524А

КС524Г

КС524Г2

24/5

24/10

24/10

1-33

3-19

3-19

200/1

280/3

280/3

40/5

40/10

40/10

1

0.5

0.5

10

0.5

-0.5;+0.5

5

5

5

2С526А

2С526Б

2С526В

2С526Г

2С526Д

13-16

37-33

30-37

32-40

35-43

68 А

34 А

31 А

29 А26 А

1

1

1

11

КС527А

КС527А1

27/5

27/5

1-30

1-30

200/1

200/1

40/5

40/5

1

1

10

10

10

10

КС528А

КС528Б

КС528В

КС528Г

КС528Д

КС528Е

КС528Ж

КС528И

КС528К

КС528Л

КС528М

КС528Н

КС528П

КС528Р

КС528С

КС528Т

КС528У

КС528Ф

КС528Х

КС528Ц

11.0/

12.0/

13.2/

14.7/16.2/

17.9/

20.0/

22.0/

24.2/

27.0/

30.0/

32.5/

36.0/

39.0/

43.0/

47.0/

51.0/

56.0/

62.0/

68.0/

-36

-31

-29-27

-24

-21-20

-18

-16-14

-13

-12

-11

-10

-9.2

-8.5

-8.2

-7.5

-7.2

-6.5

20/5

20/5

25/5

30/540/5

55/5

55/5

60/5

80/5

80/5

120/2.5

120/2.5

120/2.5

120/2.5

120/2.5

120/2.5

120/2.5

140/2.5

140/2.5

180/2.0

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

7.0

7.0

7.5

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

9.5

9.5

9.5

9.5

9.5

9.5

9.5

9.5

9.5

9.5

9.5

9.5

(0.6)

(0.6)

(0.7)

(0.8)

(0.9)

(1.1)(1.2)

(1.2)

(1.4)

(1.9)

(1.5)

(2.1)

(1.8)(2.0)

(2.1)

(2.3)

(2.5)

(2.8)

(3.2)(3.4)

2С530А

КС530А1

30/5

30/5

1-27

1-27

200/1

200/1

45/5

45/5

1

1

10

10

5

5

КС531В

КС531В2

31/10

31/10

3-15

3-15

350/3

350/3

50/10

50/10

0.5

0.5

0.5

-0.5;+0.5

5

5

КС533А 33/10 3-17 100/3 40/10 0.64 10 10
2С536А 36/5 1-23 240/1 50/5 1 10 5
КС539Г

КС539Г2

39/10

39/10

3-17

3-17

420/3

420/3

65/10

65/10

0.72

0.72

0.5

0.5

5

5

КС547В

КС547В2

47/5

47/5

3-10

3-10

490/3

490/3

280/5

280/5

0.5

0.5

1

-1; +1

5

5

2С551А

КС551А1

51/1.5

51/1.5

1-14.6

1-14.6

300/1

300/1

200/1.5

200/1.5

1

1

12

12

(3)

(3)

КС568В

КС568В2

68/5

68/5

3-10

3-10

700/3

700/3

400/5

400/5

0.72

0.72

1

-1; +1

5

5

КС582А

КС582Г

КС582Г2

82/1.5

82/5

82/5

1-9.8

3-8

3-8

840/3

840/3

400/1.5

480/5

480/5

1

0.72

0.72

12

1

-1; +1

5

5

2С591А

2С591А1

91/1.5

91/1.5

1-8.8

1-8.8

600/1

600/1

400/1.5

400/1.5

1

1

12

12

(5)

(5)

КС596В

КС596В2

96/5

96/5

3-7

3-7

980/3

980/3

560/5

560/5

0.72

0.72

1

-1; +1

5

5

2С600А

КС600А1

100/1.5

100/1.5

1-8.1

1-8.1

700/1

700/1

450/1.5

450/1.5

1

1

12

12

(5)

(5)

2С602А

2С602А1

105-116

99-121

9.9 А

9.5 А

1.5

1.5

2С603А

2С603А1

2С603Б

2С603Б1

143-158

135-165

190-210

180-220

7.2 А

7.0 А

5.5 А

5.2

А

1.5

1.5

1.5

1.5

2С604А

2С604А1

2С604Б

2С604Б1

105-116

99-121

190-210

180-220

9.9 А

9.5 А

5.5 А

5.2

А

1.5

1.5

1.5

1.5

КС620А 120/50 5-42 1000/5 150/50 5 20 15
КС630А 130/50 5-38 1500/5 180/50 5 20 15
КС650А 150/30 2.5-33 2200/ 270/30 5 20 15
КС680А 180/30 2.5-28 2700/ 330/30 5 20 15
2С801А 30-36 104 А 10
2С802А

2С802А1

2С802Б

2С802Б1

15-17

14-18

34-3832-40

222 А

212 А

100 А

96 А

10

10

10

10

2С803А

2С803А1

2С803Б

2С803Б1

65-71

61-75

78-8674-90

54 А

51 А

44 А

42

А

10

10

10

10

2С901А

2С901А1

2С901Б

2С901Б1

105-116

99-121

190-210

180-220

32 А

31 А

18 А

17

А

10

10

10

10

2С920А 120/50 5-42 500/5 100/50 5 16 10
2С930А 130/50 5-38 800/5 120/50 5 16 10
2С950А 150/25 2.5-33 1200/ 170/25 5 16 10
2С980А 180/25 2.5-28 1500/ 220/25 5 16 10

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:

  • Uст — напряжение стабилизации при номинальном токе Iст;
  • Iст min — минимальный ток начала электрического пробоя;
  • Iст 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:

Pmax = Iст max∙ Uст.

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 Rб и стабилитрона, шунтирующего нагрузку.

В некоторых случаях происходит нарушение стабилизации.

  1. 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 Rб.
  2. 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.
  3. Сопротивление Rб 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 Rб рассчитывается по формуле:

Rб = (Uпит — Uном )(Iст + Iн).

Ток стабилитрона Iст выбирается между допустимыми максимальным и минимальным значениями, в зависимости от напряжения на входе Uпит и тока нагрузки Iн.

Выбор стабилитронов

Элементы имеют большой разброс по напряжению стабилизации. Чтобы получить точное значение Uн, 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:

  • Uпит = 12-15 В — напряжение входа;
  • Uст = 9 В — стабилизированное напряжение;
  • Rн = 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:

Rэкв = 9 В / 0,1 А = 90 Ом.

Теперь можно определить сопротивление балласта:

Rб = 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:

UR = 15 — 9 = 6 В.

Затем определяется ток через резистор:

IR = 6/30 = 0,2 А.

Поскольку стабилитрон подключен к нему последовательно, Ic = IR = 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 Uст = 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.

Параметрический стабилизатор — основные параметры

В маломощных схемах на нагрузку до 20 миллиампер применяется устройство с малым коэффициентом действия, и называется параметрическим стабилизатором. В устройстве таких приборов имеются транзисторы, стабилитроны и стабисторы. Они применяются в основном в компенсационных устройствах стабилизации в качестве опорных источников питания. Параметрические стабилизаторы в зависимости от технических данных могут быть 1-каскадными, мостовыми и многокаскадными.

Стабилитрон в устройстве прибора подобен подключенному диоду. Но обратный пробой напряжения больше подходит для стабилитрона и является базой его нормальной работы. Эта характеристика нашла популярность для разных схем, где необходимо создавать ограничение сигнала входа по напряжению.

Такие стабилизаторы являются быстродействующими приборами, и защищают участки с повышенной чувствительностью от импульсных помех. Применение таких элементов в новых схемах является показателем их повышенного качества, которое обеспечивает постоянное функционирование в разных режимах.

Схема стабилизатора

Базой этого прибора является схема подключения стабилитрона, применяющаяся и в других видах приборов вместо источника питания.

Схема включает в себя делитель напряжения из балластного сопротивления и стабилитрона, к которому параллельно подключена нагрузка. Устройство выравнивает напряжение на выходе при переменном питании и нагрузочном токе.

Действие схемы происходит следующим образом. Напряжение, повышающееся на входе прибора, вызывает повышение тока, который проходит через сопротивление R1 и стабилитрон VD. На стабилитроне напряжение остается постоянным из-за его вольтамперной характеристики. Поэтому не меняется и напряжение на нагрузке. В итоге все преобразованное напряжение будет приходить на сопротивление R1. Такой принцип действия схемы позволяет сделать расчет всех параметров.

Принцип действия стабилитрона

Если стабилитрон сравнивать с диодом, то при подключении диода в прямом направлении по нему может проходить обратный ток, который имеет незначительную величину в несколько микроампер. При повышении обратного напряжения до некоторой величины возникнет пробой электрический, а если ток очень велик, то произойдет и тепловой пробой, поэтому диод выйдет из строя. Конечно, диод может работать при электрическом пробое при снижении тока, проходящего через диод.

Стабилитрон спроектирован так, что его характеристика на участке пробоя имеет повышенную линейность, а разность потенциалов пробоя достаточно стабильна. Стабилизация напряжения с помощью стабилитрона выполняется при его функционировании на обратной ветви свойства тока и напряжения, а на прямой ветке графика стабилитрон работает как обычный диод. На схеме стабилитрон обозначается:

Параметры стабилитрона

Его главные параметры можно увидеть по характеристике напряжения и тока.

  • Напряжение стабилизации является напряжением на стабилитроне при прохождении тока стабилизации. Сегодня производятся стабилитроны с таким параметром, равным 0,7-200 вольт.
  • Наибольший допустимый ток стабилизации. Он ограничен величиной наибольшей допустимой мощности рассеивания, которая зависит от температуры внешней среды.
  • Наименьший ток стабилизации, рассчитывается наименьшей величиной тока, протекающего через стабилитрон, при этом сохраняется действие стабилизатора.
  • Дифференциальное сопротивление – это величина, равная отношению приращения напряжения к малому приращению тока.

Стабилитрон, подключенный в схеме как простой диод в прямом направлении, характеризуется величинами постоянного напряжения и наибольшим допустимым прямым током.

Расчет параметрического стабилизатора

Добротность функционирования прибора вычисляется по коэффициенту стабилизации, который вычисляется по формуле: Кст U = (ΔUвх / Uвх) / (ΔU вых / Uвых).

Далее расчет стабилизатора с применением стабилитрона производится в сочетании с балластным резистором в соответствии с типом применяемого стабилитрона. Для расчета используются рассмотренные ранее параметры стабилитрона.

Определим порядок расчета на примере. Возьмем исходные данные:

  • U вых=9 В;
  • I н =10мА;
  • ΔI н = ±2мА;
  • ΔU вх = ± 10% Uвх

По справочнику подбираем стабилитрон Д 814Б, свойства которого:

  • U ст = 9 В;
  • I ст. макс = 36 мА;
  • I ст. мин = 3 мА;
  • R д = 10 Ом.

Далее вычисляется входное напряжение: Uвх = nст *Uвых, где nст – коэффициент передачи. Функционирование стабилизатора станет эффективнее, если этот коэффициент будет в пределах 1,4-2. Если nст =1,6, то U вх= 1,6 * 9 = 14,4 В.

На следующем шаге производится расчет балластного резистора. Используется формула: R о = (U вх – U вых) / (I ст + I н). Величина тока I ст выбирается: I ст ≥ I н. При изменении U вх на величину Δ Uвх и Iн на ΔIн, не может быть больше тока стабилитрона величин I ст. макс и I ст. мин. Поэтому, I ст берется в качестве среднего допустимой величины в этом интервале и равно 0,015 ампер.

Значит, балластный резистор равен: R о = (14,4 – 9)/(0,015+0,01 )= 16 Ом. Ближнее стандартное значение составляет 220 Ом. Для выбора типа сопротивления, выполняется расчет рассеиваемой мощности на корпусе. Применяя формулу Р = I*2 R о, определяем величину Р = (25*10-3) * 2 * 220 = 0,138 ватт. Другими словами, стандартная мощность сопротивления равна 0,25 ватт.

Поэтому лучше подойдет сопротивление МЛТ — 0,25 — 220 Ом. После осуществления расчетов необходимо проверить правильность выбора режима действия стабилитрона в схеме параметрического прибора. В первую очередь определяется его наименьший ток: Iст. Мин = (U вх – ΔU вх – U вых) / Rо – (I н + ΔI н), с практическими параметрами определяется величина I ст.мин = (14,4–1,44–9) * 103 / 220–(10+2) = 6 миллиампер.

Такая же процедура производится для вычисления наибольшего тока: I ст. макс=(Uвх+ΔUвх–Uвых)/Rо–(Iн–ΔIн). По исходным параметрам, наибольший ток составит: Iст.макс=(14,4 + 1,44 – 9) * 103 / 220–(10 – 2)=23 миллиампер. Если в результате вычисленные значения наименьшего и наибольшего тока превосходят допустимые границы, то необходимо заменить I ст или резистор R о. Иногда требуется замена стабилитрона.

Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП, Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП

Все картинки в новостях кликабельные, то есть при нажатии они увеличиваются.

Стабилитроны кремниевые диффузионные: Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП, Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с жёсткими выводами. У стабилитронов, в обозначении которых отсутствует буква П, корпус является отрицательным электродом. У стабилитронов, имеющих в обозначении букву П, полярность обратная.

Масса стабилитрона не более 6 граммов.

Характеристика.

Чертёж стабилитрона Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП, Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП

Электрические параметры Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП, Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП.

Напряжение стабилизации номинальное при 24,85°С
при Iст.ном=50 мА
Д817А, Д817АП 56 В
Д817Б, Д817БП 68 В
Д817В, Д817ВП 82 В
Д817Г, Д817ГП 100 В
Разброс напряжения стабилизации при 24,85°С
Iст=Iст.ном
Д817А, Д817АП От 50,5 до 61,5 В
Д817Б, Д817БП От 61 до 75 В
Д817В, Д817ВП От 74 до 90 В
Д817Г, Д817ГП От 90 до 110 В
Средний температурный коэффициент напряжения
стабилизации при температуре от -60,15 до 124,85°С, не более
Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП, Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП,
0,140 %/К
Временна́я нестабильность напряжения стабилизации, не более
Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП, Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП,
6 %
Постоянное прямое напряжение при 24,85°С, Iпр=500 мА, не более 1,5 В
Постоянное обратное напряжение при 24,85°С, Iобр=50 мкА, не более
Д817А, Д817АП 39 В
Д817Б, Д817БП 47 В
Д817В, Д817ВП 57 В
Д817Г, Д817ГП 70 В
Дифференциальное сопротивление, не более
при 24,85°С, Iст=Iст.ном
Д817А, Д817АП 35,0 Ом
Д817Б, Д817БП 40,0 Ом
Д817В, Д817ВП 45,0 Ом
Д817Г, Д817ГП 50,0 Ом
при 24,85°С, Iст=5 мА
Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП 200 Ом
Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП 300 Ом
при -60,15 и 119,85°С, Iст=5 мА
Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП 400 Ом
Д817В, Д817ВП 600 Ом
Д817Г, Д817ГП 800 Ом

Предельные эксплуатационные данные Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП, Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП.

Минимальный ток стабилизации
Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП, Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП 5 мА
Максимальный ток стабилизации
при Тк≤74,85°С
Д817А, Д817АП 90 мА
Д817Б, Д817БП 75 мА
Д817В, Д817ВП 60 мА
Д817Г, Д817ГП 50 мА
при Тк=129,85°С
Д817А, Д817АП 35 мА
Д817Б, Д817БП 30 мА
Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП 25 мА
Постоянный прямой ток 1 А
Перегрузка по току стабилизации в течение 1 секунды
при Тк≤74,85°С
Д817А, Д817АП 180 мА
Д817Б, Д817БП 150 мА
Д817В, Д817ВП 120 мА
Д817Г, Д817ГП 100 мА
при Тк=129,85°С
Д817А, Д817АП 70 мА
Д817Б, Д817БП 60 мА
Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП 50 мА
Рассеиваемая мощность
при Тк≤74,85°С
Д817А, Д817АП, Д817Б, Д817БП, Д817В, Д817ВП, Д817Г, Д817ГП,
5 Вт
при Тк=129,85°С 2 Вт
Температура окружающей среды минимальная -60,15°С
Температура перехода 139,85°С
Температура корпуса 129,85°С

Зависимость дифференциального сопротивления от тока
Зависимость дифференциального сопротивления от тока.

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 (IZ), 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 (Ez) 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 (IZT). 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 (IZM) — это максимальный обратный ток, который может течь через стабилитрон без превышения рассеиваемой мощности указанной производителем. Обратный ток (IR) представляет собой ток утечки перед началом пробоя. Он указывается при некотором обратном напряжении (ER). Обратное напряжение составляет примерно 80 % от напряжения стабилизации (EZ).

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 Rs. 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 (VZ). 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 (IL), 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 (IZ). 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.

Выбор стабилитрона

Чтобы подобрать стабилитрон для схемы, показанной на рис. 3, нужно знать диапазон входных напряжений U1 и диапазон изменения нагрузки RН.

Рис. 3. Схема включения стабилитрона.

Для примера рассчитаем сопротивление R и подберём стабилитрон для схемы на рис. 3 со следующими требованиями:

Диапазон входных напряжений, В U1 11…15
Выходное напряжение, В U2 9
Диапазон нагрузок, мА IН 50…100

Такая схема может потребоваться, например, для питания какого-либо устройства с небольшим потреблением от бортовой сети автомобиля.

Один из посетителей сайта нашёл в этой статье ошибку, за что я ему благодарен. Сейчас эта статья исправлена и содержит правильные расчёты.

Итак, для начала рассчитаем значение сопротивления R. Минимальное напряжение на входе равно 11 В. При таком напряжении мы должны обеспечить ток на нагрузке не менее 100 мА (или 0,1 А). Закон Ома позволяет определить сопротивление резистора:

RЦ = U1МИН / IН.МАКС = 11 / 0,1 = 110 Ом
То есть цепь для обеспечения заданного тока на нагрузке должна иметь сопротивление не более 110 Ом.

На стабилитроне падает напряжение 9 В (в нашем случае). Тогда при токе 0,1 А эквивалент нагрузки:

RЭ = U2 / IН.МАКС = 9 / 0,1 = 90 Ом
Тогда, для того чтобы обеспечить на нагрузке ток 0,1 А, гасящий резистор должен иметь сопротивление:
R = RЦ – RЭ = 110 – 90 = 20 Ом
С учётом того, что сам стабилитрон тоже потребляет ток, можно выбрать несколько меньшее сопротивление из стандартного ряда Е24 статью о резисторах). Но, так как стабилитрон потребляет небольшой ток, этим значением в большинстве случаев можно пренебречь.

Теперь определим максимальный ток через стабилитрон при максимальном входном напряжении и отключенной нагрузке. Расчёт нужно выполнять именно при отключенной нагрузке, так как даже если у вас нагрузка будет всегда подключена, нельзя исключить вероятность того, что какой-нибудь проводок отпаяется и нагрузка отключится.

Итак, вычислим падение напряжения на резисторе R при максимальном входном напряжении:

UR.МАКС = U1МАКС – U2 = 15 – 9 = 6 В
А теперь определим ток через резистор R из того же закона Ома:
IR.МАКС = UR.МАКС / R = 6 / 20 = 0,3 А = 300 мА
Так как резистор R и стабилитрон VD включены последовательно, то максимальный ток через резистор будет равен максимальному току через стабилитрон (при отключенной нагрузке), то есть
IR.МАКС = IVD.МАКС = 0,3 А = 300 мА
Нужно ещё рассчитать мощность рассеивания резистора R. Но здесь это мы делать не будем, поскольку данная тема подробно описана в статье Резисторы.

А вот мощность рассеяния стабилитрона рассчитаем:

PМАКС = IVD.МАКС * UСТ = 0,3 * 9 = 2,7 Вт = 2700 мВт
Мощность рассеяния – очень важный параметр, который часто забывают учесть. Если окажется, что мощность рассеяния на стабилитроне превысит максимально допустимую, то это приведёт к перегреву стабилитрона и выходу его из строя. Хотя при этом ток может быть в пределах нормы. Поэтому мощность рассеяния как для гасящего резистора R, так и для стабилитрона VD нужно всегда рассчитывать.

Осталось подобрать стабилитрон по полученным параметрам:

UСТ = 9 В – номинальное напряжение стабилизации
IСТ.МАКС = 300 мА – максимально допустимый ток через стабилитрон
РМАКС = 2700 мВт – мощность рассеяния стабилитрона при IСТ.МАКС

По этим параметрам в справочнике находим подходящий стабилитрон. Для наших целей подойдёт, например, стабилитрон Д815В.

Надо сказать, что этот расчет довольно грубый, так как он не учитывает некоторые параметры, такие, например, как температурные погрешности. Однако в большинстве практических случаев описанный здесь способ подбора стабилитрона вполне подходит.

Стабилитроны серии Д815 имеют разброс напряжений стабилизации. Например, диапазон напряжений Д815В – 7,4…9,1 В. Поэтому, если нужно получить точное напряжение на нагрузке (например, ровно 9 В), то придётся опытным путём подобрать стабилитрон из партии нескольких однотипных. Если нет желания возиться с подбором «методом тыка», то можно выбрать стабилитроны другой серии, например серии КС190. Правда, для нашего случая они не подойдут, поскольку имеют мощность рассеивания не более 150 мВт. Для повышения выходной мощности стабилизатора напряжения можно использовать транзистор. Но об этом как-нибудь в другой раз…

И ещё. В нашем случае получилась довольная большая мощность рассеивания стабилитрона. И хотя по характеристикам для Д815В максимальная мощность 8000 мВт, рекомендуется устанавливать стабилитрон на радиатор, особенно если он работает в сложных условиях (высокая температура окружающей среды, плохая вентиляция и т.п.).

Если необходимо, то ниже вы можете выполнить описанные выше рассчёты для вашего случая

Параметр Значение Единица измерения
Минимальное входное напряжение, U1МИН = В
Максимальное входное напряжение, U1МАКС = В
Выходное напряжение, U2 = В
Минимальный ток нагрузки, IН.МИН = мА
Максимальный ток нагрузки, IН.МАКС = мА
Сопротивление резистора, Ом, R =
Максимальный ток через стабилитрон, IVD.МАКС = мА
Мощность рассеяния R, PR >= мВт
Мощность рассеяния VD, PVD >= мВт

D. Диод

D. Диод

Имена символов: ДИОД, ЗЕНЕР, ШОТТКИ, ВАРАКТОР.

Синтаксис: Dnnn анодный катод <модель> [область]

+ [выкл.] [M = <значение>] [n = <значение>] [temp = <значение>]

Примеры:

ВЫХОД D1 MyIdealDiode

. Модель MyIdealDiode D (Ron = .1 Roff = 1Meg Vfwd = .4)

ВЫХОД ВЫХОДА D2 dio2

. Модель dio2 D (Is = 1e-10)

Параметр экземпляра M устанавливает количество параллельных устройств, а параметр экземпляра N устанавливает количество последовательных устройств.

Для определения характеристик диода требуется карта .model. Доступны два типа диодов. Одна из них — это линейная модель области проводимости, которая дает упрощенное в вычислительном отношении представление идеализированного диода. Он имеет три линейных области проводимости: включение, выключение и обратный пробой. Прямая проводимость и обратный пробой могут быть нелинейными, если задать предел тока с помощью Ilimit (revIlimit). tanh () используется для согласования крутизны прямой проводимости с предельным током.Параметры эпсилон и реепсилон могут быть заданы для плавного переключения между выключенным и проводящим состояниями. Квадратичная функция подбирается между выключенным и включенным состоянием, так что ВАХ диода имеет непрерывную величину и наклон, а переход происходит при напряжении, заданном значением эпсилон для прямой проводимости и реепсилон для перехода между выключенным и прямым током. обратная поломка.

Ниже приведены параметры модели для этого типа диода:

Имя

Описание

Шт.

По умолчанию

Рон

Сопротивление прямой проводимости

Вт

1.

Рофф

Сопротивление в выключенном состоянии

Вт

1./Gmin

Vfwd

Прямое пороговое напряжение для входа в проводимость

В

0.

Врев

Напряжение обратного пробоя

В

Infin.

Ррев

Пробивное сопротивление

Вт

Рон

Ilimit

Ограничение прямого тока

А

Infin.

Ревилимит

Ограничение обратного тока

А

Infin.

Эпсилон

Ширина квадратичной области

В

0.

Ревепсилон

Ширина обратной четверки. регион

В

0.

Эта идеализированная модель используется, если в модели указано любое из Ron, Roff, Vfwd, Vrev или Rrev.

Другая доступная модель — это стандартный полупроводниковый диод Berkeley SPICE, но расширенный, чтобы обрабатывать более детальные характеристики пробоя и рекомбинационный ток. Коэффициент площади определяет количество эквивалентных параллельных устройств указанной модели. Ниже приведены параметры модели диода для этого диода.

Имя

Описание

Шт.

По умолчанию

Пример

Is

ток насыщения

А

1e-14

1e-7

рупий

Омическое сопротивление

Вт

0.

10.

N

Коэффициент выбросов

1

1.

Тт

Время в пути

сек

0.

Чжо

Переходная крышка с нулевым смещением.

Факс

0

2 пол.

Вдж

Соединительный потенциал

В

1.

,6

м

Градуировочный коэффициент

0.5

0,5

Например,

Энергия активации

эВ

1,11

1,11 Si

0,69 Сб

0,67 Ge

Xti

Сб.-текущая темп. ехр

3,0

3.0 ян

2,0 Сб

Kf

Коэфф. Фликкер-шума.

0

Аф

Показатель фликкер-шума

1

1

Fc

Coeff.для формулы обедненной емкости прямого смещения

0,5

Б.В.

Напряжение обратного пробоя

В

Infin.

40.

Ibv

Ток при напряжении пробоя

А

1e-10

тном

Параметр измерения темп.

ºC

27

50

Иср

Параметр тока рекомбинации

А

0

Изр. Коэфф. Эмиссии.

2

ИКФ

Большой ток колена впрыска

А

Infin.

Тикф

Линейный коэффициент Ikf temp.

/ ºC

0

Trs1

линейный Rs темп. Коэфф.

/ ºC

0

Trs2

Квадратичный темп. Коэфф.

/ ºC / ºC

0

Для модели можно указать номинальные значения напряжения, тока и рассеиваемой мощности. Эти параметры модели не влияют на электрические характеристики. Они позволяют LTspice проверять, используется ли диод сверх его номинальных характеристик. Следующие параметры применимы к любой модели. Эти параметры не масштабируются по площади.

Имя

Описание

Единицы

Впк

Пиковое напряжение

В

IPK

Максимальный ток

А

ив

Средний текущий рейтинг

А

Irms

RMS текущий рейтинг

А

дисс

Максимальная мощность рассеивания

Вт

Таблица параметров диода SPICE

Таблица параметров диода SPICE Параметры модели диода

SPICE

908

908 0 емкость перехода смещения


Коэффициент шума 9025
имя параметр единицы по умолчанию пример область
1 IS ток насыщения A 1.0e-14 1.0e-14 *
2 RS омическое сопротивление Ом 0 10 *
коэффициент излучения 1 1.0
4 TT время прохождения сек 0 0,1 нс

F 0 2pF *
6 VJ потенциал перехода В 1 0.6
7 M градуировочный коэффициент 0,5 0,5
8 EG энергия 908 1,11 Si
9 XTI темп. Тока насыщения exp 3,0 3,0 pn
2,0 Коэффициент Шоттки

0
11 AF Показатель мерцания шума 1

908
Формула обедненной емкости
0.5
13 BV Напряжение обратного пробоя В бесконечно 40.0
14 напряжение 1.0e-3
15 TNOM Измерение параметров температуры ° C 27 50

Характеристики диода по постоянному току определяются параметрами IS, N и омическим сопротивлением RS.Эффекты накопления заряда моделируются временем прохождения TT ​​и нелинейной емкостью обедненного слоя, которая определяется параметрами CJO, VJ и M. Температурная зависимость тока насыщения определяется параметрами EG, энергией запрещенной зоны и XTI, показатель текущей температуры насыщения. Номинальная температура, при которой были измерены эти параметры, — TNOM, которая по умолчанию равна значению для всей цепи, указанному в строке управления .OPTIONS. Обратный пробой моделируется экспоненциальным увеличением обратного тока диода и определяется параметрами BV и IBV (оба являются положительными числами).


Вернуться к:

Как смоделировать стабилитрон

Как смоделировать стабилитрон

Моделирование стабилитронов не намного сложнее, чем моделирование светодиодов. Как и в случае с Светодиоды, моделирование выполняется с использованием примитива диода, и основная цель — согласование обратная характеристика. Чтобы смоделировать стабилитрон, установите параметры модели диода на указанные в паспорте значения.

Чтобы смоделировать стабилитрон, установите параметры модели диода в соответствии с указанным паспортом. ценности.

TB60 900
Параметры модели Значения в паспорте
BV VZ
IBV IZT
RS ZZT
RL VR / IR
RL VR / IR
(TC в мВ / C) / (BV * 1000)
Чтобы упростить процесс, рассмотрим следующую тестовую схему.
Эта схема при запуске в режиме анализа постоянного тока с ограничениями анализа, показанными ниже, отображает обратный ток диода в зависимости от обратного напряжения, изменяя значение температуры от 0 до 127 с шагом 50 градусов.
На рисунке ниже показано, как выглядит анализ постоянного тока для стабилитрона MMSZ5221BT1.
Обратите внимание, что Micro-Cap 6 регулирует параметр тока насыщения, IS, чтобы точно соответствовать точке BV, IBV, принимая во внимание значение RS.

Например, RS 30 в этом случае вызывает дополнительное падение, когда ток диода находится на значении IBV 20 мА, равном 600 мВ, что без компенсации подтолкнет BV при 20 мА до 2,4 + 600 мВ = 3,0 вольт.

Вы также можете добавить параметр CJO из C vs.кривые номинального напряжения стабилитрона, если они указаны в паспорте. Используйте кривые смещения 0 В.

стабилизатор стабилитрона — MATLAB и Simulink

В этом примере показана модель стабилитрона, используемого в стабилизаторе напряжения.

Описание

Блок стабилитронов, смоделированный в этом примере, представляет собой практическую реализацию, в которой используются параметры, обычно указанные в таблицах данных. Эти параметры:

  • (1) Напряжение стабилитрона Vz

  • (2) Динамическое сопротивление Zzt

  • (3) Импеданс колена Zzk

  • (4) Максимальный непрерывный ток Izm

    03

    3 ) Прямое падение напряжения Vf

  • (6) На сопротивлении Ron

Этот блок может эффективно моделировать три области работы ВАХ стабилитрона: прямое смещение, обратное смещение до пробоя и обратное смещение после пробоя .При превышении максимального обратного постоянного тока Izm предполагается, что стабилитрон сгорает и рассматривается как разомкнутая цепь.

Реализацию стабилитрона можно увидеть, заглянув под маску блока, и он основан на [1].

Стабилитроны обычно используются в качестве стабилизаторов напряжения. На схеме показан источник переменного тока, подключенный к понижающему трансформатору. Затем выходной сигнал трансформатора выпрямляется с помощью диодного моста и сглаживается с помощью емкостного фильтра.Затем стабилитрон регулирует выходное напряжение до напряжения стабилитрона 10 В. Входной ток в стабилитрон ограничен резистором Rlimit до допустимых значений.

Программируемый источник напряжения настроен на увеличение выходного напряжения на 0,1 с. По мере увеличения выходной мощности источника увеличивается и напряжение на входе стабилитрона. Однако стабилитрон может регулировать выход только до тех пор, пока его входной ток ниже максимального заданного значения. Этот ток увеличивается, когда мы увеличиваем напряжение источника, и стабилитрон в конечном итоге выходит из строя примерно при 0.112с. Когда стабилитрон работает как разомкнутая цепь при неисправности, регулирование напряжения теряется, и выходной сигнал емкостного фильтра подается на нагрузку.

Ссылки

1. Wong. S, Ху. C-M, «Макромодель SPICE для моделирования ВАХ стабилитронов», журнал Circuits and Devices Magazine, IEEE® Volume 7, Issue 4, Jul 1991 Страницы: 9 — 12, 52

Характеристики стабилитронов | Обозначение цепи

Характеристики стабилитронов

:

Когда диод Junction смещен в обратном направлении, обычно протекает только очень небольшой обратный ток насыщения; I S на обратной характеристике на рис.2-25 (а). Когда обратное напряжение достаточно увеличивается, переход выходит из строя и течет большой обратный ток. Если обратный ток ограничен с помощью подходящего последовательного резистора [R 1 в схеме на рис. 2-25 (b)], рассеиваемая мощность в переходе может быть сохранена на уровне, который не разрушит устройство. В этом случае стабилитроны могут работать непрерывно при обратном пробое. Обратный ток возвращается к своему нормальному уровню, когда напряжение снижается ниже уровня обратного пробоя.

Установлено, что диоды

, предназначенные для работы в режиме обратного пробоя, имеют напряжение пробоя, которое остается чрезвычайно стабильным в широком диапазоне уровней тока. Это свойство дает пробивным диодам множество полезных применений в качестве источника опорного напряжения.

Существует два механизма, вызывающих пробой в pn-переходе с обратным смещением. При очень узкой обедненной области напряженность электрического поля (вольт / ширина), создаваемая напряжением обратного смещения, может быть очень высокой.Электрическое поле высокой напряженности заставляет электроны отрываться от своих атомов, превращая таким образом обедненную область из изоляционного материала в проводник. Это ионизация электрическим полем, также называемая пробоем стабилитрона , и обычно она происходит при обратном напряжении смещения менее 5 В.

В случаях, когда область обеднения слишком широка для пробоя Зенера, электронам в обратном токе насыщения может быть передана энергия, достаточная для того, чтобы другие электроны вырвались на свободу, когда они ударяются об атомы в области обеднения.Это называется ионизацией столкновением . Электроны, высвобождаемые таким образом, сталкиваются с другими атомами, производя больше свободных электронов в результате лавинообразного эффекта. Лавинный пробой обычно возникает при уровнях обратного напряжения выше 5 В. Хотя стабилитрон и лавинный пробой — это два разных типа пробоя, название стабилитронов обычно применяется ко всем пробивным диодам.

Обозначение цепи и упаковка:

Условное обозначение для характеристики стабилитронов на рис.2-26 (а) — то же самое, что и для обычного диода, но с катодной полосой примерно в форме буквы Z. Стрелка на символе все еще указывает (обычное) направление прямого тока, когда устройство находится в смещен в прямом направлении. Как показано, для работы с обратным смещением падение напряжения (V Z ) составляет + на катоде, — на аноде.

Маломощные стабилитроны доступны в различных корпусах. Для корпуса устройства, показанного на рис. 2-26 (b), цветная полоса идентифицирует катодный вывод, как и в случае обычного слаботочного диода.Сильноточные стабилитроны также доступны в корпусе, допускающем установку на радиатор.

Характеристики и параметры:

Типичные характеристики стабилитронов подробно показаны на рис. 2-27. Обратите внимание, что прямая характеристика — это просто характеристика обычного диода с прямым смещением. Некоторые важные моменты на обратной характеристике:

В Z — Напряжение пробоя стабилитрона

I ZT — Испытательный ток для измерения В Z

I ZK — обратный ток около перегиба характеристики; минимальный обратный ток для поддержания пробоя

I ZM — Максимальный ток стабилитрона; ограничено максимальной рассеиваемой мощностью.

Динамический импеданс (Z Z ) — еще один важный параметр, который может быть получен из характеристик. Как показано на рис. 2-27,; Z Z определяет, как V Z изменяется при изменении обратного тока диода. При измерении на I ZT динамический импеданс обозначается (Z ZT ). Динамический импеданс, измеренный на изгибе характеристики (Z ZK ), существенно больше, чем Z ZT .

Ток стабилитрона может иметь любой уровень от I ZK до I ZM .Для максимальной стабильности напряжения диод обычно работает при испытательном токе. Многие маломощные стабилитроны имеют испытательный ток, равный 20 мА, однако некоторые устройства имеют более низкие испытательные токи.

Лист данных:

Части спецификации маломощных стабилитронов с напряжением от 3,3 В до 12 В показаны на рис. 2-28. (Технические характеристики стабилитронов от 2,4 В до 110 В. Обратите внимание на рис. 2-28, что допуск V Z составляет ± 5% или ± 10%.Это означает, например, что для 1N753 с допуском ± 10% фактический уровень V Z составляет 6,3 В ± 10%, или от 5,67 В до 6,93 В. Напряжение стабилитрона остается стабильным при любом его значении. диапазон.

В техническом описании также указаны динамический импеданс, обратный ток утечки и температурный коэффициент для V Z каждого устройства. Напряжение стабилитрона при любой температуре можно рассчитать по формуле

.

Стабилитроны с температурной компенсацией также доступны с очень низкими температурными коэффициентами.

Маломощные стабилитроны обычно ограничиваются максимальной рассеиваемой мощностью 400 мВт (P D в F’g. 2–28). Доступны более мощные устройства. Вся рассеиваемая мощность должна уменьшаться с повышением температуры. Если максимальный ток стабилитрона не указан в паспорте устройства, его можно рассчитать из уравнения рассеяния мощности.

Эквивалентная схема:

Эквивалентная схема постоянного тока для стабилитрона — это просто элемент напряжения с напряжением V Z , как на рис.2-30 (а). Это полная эквивалентная схема устройства для всех расчетов постоянного тока. Для эквивалентной схемы переменного тока [рис. 2-30 (b) I, динамический импеданс включен последовательно с ячейкой напряжения. Эквивалентная схема переменного тока используется в ситуациях, когда ток Зенера изменяется на небольшие величины. Следует понимать, что эти эквивалентные схемы применимы только тогда, когда стабилитрон находится в режиме обратного пробоя. Если устройство становится смещенным в прямом направлении, необходимо использовать эквивалентную схему для диода с прямым смещением.

Разница между диодом и стабилитроном (со сравнительной таблицей)

Диод — это полупроводниковый прибор, проводящий ток только в одном направлении. Стабилитрон — это полупроводниковый прибор, проводящий как с прямым, так и с обратным смещением. Нормальный диод при работе в режиме с перевернутым смещением приведет к разрушению . Таким образом, нормальный диод с PN переходом считается однонаправленным устройством.Напротив, стабилитрон спроектирован таким образом, что он может проводить в режиме с обратным смещением без повреждения.

Легирование интенсивность также является одной из ключевых особенностей, отличающих обычные диоды от стабилитронов. Нормальный диод с PN-переходом умеренно легирован, в то время как стабилитрон легирован должным образом, так что он имеет резкое напряжение пробоя .

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

Содержимое: диод против стабилитрона

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение


Сравнительная таблица
Параметры Диод Стабилитрон
Определение Диод — это полупроводниковый прибор, проводящий только при прямом смещении. Стабилитрон — это полупроводниковый прибор, который может проводить как прямое, так и обратное смещение.
Работа при обратном смещении Повреждение при обратном смещении. Он может работать без повреждений.
Обозначение цепи
Интенсивность легирования В обычных диодах интенсивность легирования низкая. В стабилитронах интенсивность легирования высока для достижения резкого пробоя.
Применение Диод используется в выпрямителях, клипсаторах, зажимах и т. Д. Стабилитрон в основном используется в стабилизаторах напряжения.


Определение

Диод

Диод формируется путем соединения двух слоев полупроводникового материала, то есть слоя P-типа и слоя N-типа. Соединение, образованное соединением этих слоев, называется соединением PN. Слой P-типа также можно понимать как положительный слой, потому что большинство носителей заряда в слое P-типа представляют собой дырки. Точно так же слой N-типа также можно рассматривать как слой отрицательного типа, потому что он состоит из электронов в качестве основных носителей.

Когда диод смещен в прямом направлении, он не начинает проводить проводимость мгновенно, но после определенного прямого напряжения он начинает проводить. Это прямое напряжение называется напряжением изгиба диода. Значение напряжения колена зависит от материала полупроводника, для германия оно составляет 0,3 В, , а для кремния — 0,7 В.

При обратном смещении диода область обеднения становится шире. Напротив, толщина обедненной области уменьшается с увеличением напряжения прямого смещения.Следовательно, в условиях обратного смещения область истощения не позволяет току течь через нее.

Но неосновные носители могут течь в режиме обратного смещения, создавая небольшой ток в диоде. Это зависит от температуры, если обратное напряжение превышает определенное значение, температура увеличивается, а неосновные носители увеличиваются экспоненциально, что может привести к разрыву диода.

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

Стабилитрон

Стабилитрон должным образом легирован, поэтому напряжение пробоя можно изменять, управляя шириной обеднения диода. Это преимущество использования стабилитрона в состоянии обратного смещения.

Стабилитрон построен так же, как обычный диод, с той лишь разницей, что легирование характеристики . Когда стабилитрон смещен в прямом направлении, он ведет себя так же, как и нормальный диод.Когда он смещен в обратном направлении, он проводит, и это делает стабилитрон двунаправленным полупроводниковым устройством .

Под стабилитроном можно понимать эквивалентную схему, состоящую из источника напряжения и резистора. Стабилитрон выполняет ту же функцию. Чем выше легирование, тем меньше ширина обеднения и ниже 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

  1. Направление тока, которое позволяет устройство, создает большую разницу между диодом и стабилитроном. Диод проводит uni направленно , тогда как стабилитрон проводит bi направленно как в прямом, так и в обратном направлении.
  2. Характеристики легирования диода и стабилитрона также отличаются друг от друга. Стабилитрон сильно легирован, тогда как обычный диод умеренно легирован.
  3. Напряжение пробоя в случае стабилитрона резкое. Но в обычных диодах с PN переходом напряжение пробоя сравнительно высокое
  4. Обычный диод не может работать в режиме обратного смещения, в то время как стабилитрон может работать и в режиме обратного смещения.
  5. Стабилитрон обычно используется в качестве стабилизатора напряжения , тогда как обычные диоды используются в выпрямителе, ограничителе, фиксаторе и т. Д.


Заключение

Диод и стабилитрон , оба представляют собой полупроводниковые устройства с двумя выводами, но решающим моментом, который отличает их друг от друга, является способность работать в режиме обратного смещения. Стабилитроны спроектированы таким образом, чтобы они могли работать в режиме обратного смещения без повреждения. Напротив, для этой цели нельзя использовать обычный PN-переход.

Стабилитрон

— Купил программист

Стабилитрон (стабилитрон), также известный как стабилитрон, этот диод предназначен для специального назначения, но из-за того, что стабилитрон так важен, наполнен и многим другим, так что вытащите его в одиночку, как мера.Обозначение схемы, как показано ниже:

Рисунок 1-8.01

  1. Обзор функций
    1-2, описанный в предыдущем разделе, при обратном пробое, уже упомянутый принцип пробоя стабилитрона, когда на обратном стабилитроне ток резко меняется, а напряжение почти не изменяется. Как показано ниже:

    Рис. 1-8.02 Стабилитрон
    может работать в области обратного стабилитрона, не причиняя непоправимого вреда производителям полупроводников для установки обратного напряжения пробоя путем точного управления концентрацией легирования.Обычно напряжение обратного пробоя стабилитрона 1,8 В от в диапазоне от 200 В, номинальная мощность от 1/4 Вт в диапазоне 50 Вт.

    Хотя стабилитрон также известен как «стабилитрон», но вертикальная линия вольтамперограммы обратного пробоя стабилитрона не идеальна, но есть небольшой наклон, так что нет встроенного регулятора напряжения (7805), который препятствует плавным колебаниям, нельзя использовать при большом токе нагрузки. Стабилитроны могут применяться только при малом токе и меньшей точности, при использовании стабилизирующих средств по невысокой цене.Типичное применение регулятора цепи показано ниже:


РИС. 1-8.03
когда входное напряжение нормальное, стабилитрон VZ выключен, система не влияет на нормальный источник питания. Когда входное напряжение внезапно становится слишком высоким, стабилитрон VZ включается, затем резкое увеличение тока, протекающего через стабилитрон, повышенный ток вызывает падение напряжения на резисторе R, которое становится больше, так что стабильность напряжения системы в значении напряжения Зенера в непосредственной близости.Нижний диод D используется для предотвращения реверсирования входного напряжения. Эта цифра только относительно простое использование, когда стабилитрон и транзисторный усилитель или другие устройства, используемые в комбинации, могут построить лучший стабилизатор, после последнего, когда мы повторяем анализ специальной схемы.
2. Рабочие параметры стабилитрона
стабилитрон при прямом смещении, каждый из рабочих параметров с обычными диодами, но при обратном смещении, параметры, описывающие намного больше, чем у обычного диода. Здесь у нас есть Motorola (предшественник Freescale), созданный по таблице стабилитронов, например, для интерпретации рабочих параметров стабилитрона.
(1) Характеристики

Рис. 1-8.04 Изображение
выше Я выделил красным несколько точек:
● Эта спецификация охватывает от 1N5333B Десятки параметров данных стабилитрона 1N5388B, диапазон напряжения от 3,3 В Диапазон 220 В, все модели номинальной мощности 5Вт.
● Все стабилитроны этой серии могут выдерживать мгновенный скачок напряжения (8,3 мс), что позволяет выдерживать максимальную мощность 180 Вт.
(2) рабочие параметры
Все рабочие параметры перечислены в таблице спецификаций от 2 до 3, здесь мы только 1N5333B первая строка в качестве примера для интерпретации.


Рис. 1-8.05
для простоты понимания, я на каждом параметре помечен порядковым номером, который мы будем нумеровать последовательно, один за другим объясняя значение каждого параметра. При интерпретации параметров, но также необходимо контролировать фиг., Чтобы понять значение каждого параметра.

Рис. 1-8.06
① Во-первых, IZM (максимальный ток стабилитрона), который представляет собой стабилитрон, может выдерживать максимальный ток обратного смещения, когда ток обратного смещения больше этого значения, стабилитрон может необратимо повреждаться.
② IZT (испытательный ток стабилитрона), T (испытательный) средство тестирования, как правило, около 1/4 Ассоциации производителей, выбранных в качестве испытательного тока IZM.
③ VZ (напряжение стабилитрона), это наиболее важные показатели: напряжение стабилитрона (напряжение стабилитрона). По кривой область пробоя стабилитрона представляет собой диапазон, но для удобства производителя напряжение стабилитрона VZ обычно определяется как напряжение при испытательном токе IZT. Примечание 1. Как описано ниже, это значение обычно имеет ошибку 5%.
④ IZK (ток перегиба стабилитрона), K (KNEE) означает, что точка перегиба обычно считается, что из точки K, входящей в область стабилитрона, на самом деле, точка прибытия K, ток транс смещения имеет относительно большой, но ток начинает резко возрастать после точки К.(Технические характеристики и данные по ИЗК 1мА).
⑤ & ⑥ VR и IR (безопасное напряжение обратного смещения, ток утечки обратного смещения), когда напряжение обратного смещения меньше VR, ток утечки обратного смещения IR останется небольшим значением (уровень микро-Ann). Обратите внимание на разницу в количестве уровней IR и IZK.
⑦ ZZT (динамическое сопротивление на IZT), динамическое сопротивление, указанное в спецификации, называется импедансом Зенера (импеданс Зенера). Наклон вольтамперограммы в очень крутой точке T, значение этого динамического сопротивления относительно невелико, мы видим в таблице только 3Ω.
⑧ ZZK (динамическое сопротивление перегиба), который представляет собой наклон в точке перегиба K, намного более пологий, чем в точке T, поэтому здесь относительно большое динамическое сопротивление, таблица составляет 400 Ом.
⑨ ir (максимальный импульсный ток), стабилитрон, который способен выдерживать значения пускового тока до 20A, указанные в таблице.
⑩ ΔVZ (диапазон напряжения), поясняется ниже в примечании 4, и измеряется при 10% и 50% на IZM IZM результирующего значения разности двух стабилитронов.
3. Конструктивное исполнение
Теперь рассмотрим, как подбирается и оформляется схема стабилитрона в соответствии с указанными выше параметрами:

Вариант 1-8-1: известная нагрузка RL = 1кОм, vi нормальное напряжение питания 12В. , требования к номинальному рабочему напряжению RL составляют 12 В, и 10 В, минимальное для работы, теперь является конструкцией схемы регулятора, как показано на фиг.Вопрос: (1) какой тип стабилитрона следует выбирать? (2) Номинал резистора R должен быть? (3) Эта цепь напряжения питания vi допустимый диапазон колебаний максимального числа? №
Решение: (1) требования к стабилизатору 12В, смотрим в техпаспорте, в выборе имеется стабилитрон 1N5349B. Диапазон значений тока стабилитрона: IZK = 1 мА, IZM = 395 мА.
(2) в vi мала, стабилитрон DZ выключен (можно рассмотреть разомкнутую цепь), RL — это сопротивление R, которое будет влиять на парциальное давление, так как vi = 12 В, минимальные требования и VRL 10 В, сопротивление R max:

(3) увеличивается, когда vi, VRL увеличивается, когда VRL больше 12 В, включается стабилитрон DZ, поэтому VRL стабилизируется на уровне около 12 В.Ранее мы знали ручной поиск, 1N5349B допустимый максимальный ток IZM = 395 мА, когда ток в резисторе R и RL является суммой тока в DZ:

В это время общее напряжение цепи составляет:

Таким образом, эта схема может принимать максимальное напряжение питания vi, повышающееся до 93,4 В, а выходное напряжение стабилизируется на уровне около 12 В.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *