Обозначение стабилитрона: Стабилитрон

Содержание

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.

Стабилитроны | Основы электроакустики

К специальным полупроводниковым диодам относятся приборы, в которых используются особые свойства p-n переходов: управляемая полупроводниковая емкость – варикапы; лавинный пробой – стабилитроны; туннельный эффект – туннельные и обращенные диоды; фотоэффект – фотодиоды; фотонная рекомбинация носителей зарядов – светодиоды; многослойные диоды – динисторы; приборы на переходе металл – полупроводник – диоды Шоттки. Кроме того, к диодам относят некоторые типы приборов с тремя выводами, такие как тиристоры. Рассмотрим наиболее часто применяемые диоды – стабилитроны и варикапы.

Стабилитроны – это полупроводниковые диоды, работающие в области лавинного пробоя. При обратном смещении полупроводникового диода возникает электрический лавинный пробой p-n перехода. При этом в широком диапазоне изменения тока через диод напряжение на нем меняется очень незначительно. Для ограничения тока через стабилитрон последовательно с ним включают сопротивление. Если в режиме пробоя мощность, рассеиваемая на нем, не превышает предельно допустимую, то в таком режиме стабилитрон может работать неограниченно долго. На рис.выше показано схемотехническое обозначение стабилитрона, а на рис.ниже приведена его вольтамперная характеристика.

Основными параметрами стабилитронов являются:

напряжение стабилизации номинальное UСТ;
напряжение стабилизации минимальное UСТ. мин;
напряжение стабилизации максимальное UСТ. макс;
дифференциальное сопротивление RСТ;
температурный коэффициент напряжения стабилизации αСТ;
минимальный ток стабилизации IСТ. мин;
максимальный ток стабилизации IСТ. макс;
рассеиваемая мощность PРАС.

ВАХ стабилитрона Чаще всего стабилитрон используется для стабилизации постоянного напряжения. Для оценки стабильности схемы используется такой параметр, как дифференциальное сопротивление стабилитрона. Этот параметр измеряется в единицах сопротивления и во многих расчетах играет роль сопротивления. Дифференциальное сопротивление равно отношению изменения приложенного напряжения к соответствующему изменению тока через схему. Стабилизация тем лучше, чем круче идет кривая и соответственно тем меньше дифференциальное сопротивление стабилитрона.

Простейшая схема стабилизатора напряжения (рис.4.15) включает в себя балластный резистор R0, стабилитрон VD и нагрузку RН, напряжение на которой требуется поддерживать постоянным.

Если изменится входное напряжение UВХ, то это приведет к изменению тока через стабилитрон VD, при этом изменяется сопротивление стабилитрона и соответственно изменится падение напряжения на резисторе R0, в результате чего произойдет компенсация изменения UВХ.

Стабилизатор напряжения. Для установления и поддержания правильного режима стабилизации сопротивление R0 должно иметь определенное значение, которое обычно рассчитывают для средней точки вертикального участка рабочей ветви ВАХ стабилитрона. Также необходимо учитывать, чтобы при любом возможном изменении входного напряжения ток через стабилитрон находился на вертикальном участке ВАХ. Рассмотрим основные параметры стабилитронов. Напряжение стабилизации может изменяться примерно от 3 до 200В, изменение тока стабилитрона от Iмин до Iмакс составляет десятки и даже сотни миллиампер. Максимальная допустимая мощность, рассеиваемая на стабилитроне – от сотен милливатт до единиц ватт. Дифференциальное сопротивление RДв режиме стабилизации может быть от десятых долей Ома для низковольтных мощных стабилитронов до 200 Ом для стабилитронов на более высокие напряжения. Низковольтные стабилитроны малой мощности имеют сопротивление RД от единиц до десятков Ом. Для получения более высоких стабильных напряжений применяется последовательное соединение стабилитронов, рассчитанных на одинаковые токи (рис.4.16). Вследствие разброса характеристик и параметров у отдельных экземпляров стабилитронов данного типа их параллельное соединение с целью получения больших токов не рекомендуется. Последовательное включение стабилитронов Для повышения стабильности напряжения может применяться схема каскадного соединения стабилитронов , в которой стабилитрон VD1 должен иметь более высокое напряжение стабилизации, чем стабилитрон VD2. Эффективная стабилизация характеризуется коэффициентом стабилизации КСТ, который показывает, во сколько раз относительное изменение напряжения на выходе схемы стабилизации меньше, чем относительное изменение напряжения на входе. Для простейшей схемы на рис.4.15 можно записать: КCТ = (ΔUВХ / UВХ) / (ΔUВЫХ / UВЫХ). Каскадное включение стабилитронов Практически полупроводниковый стабилитрон может обеспечить КСТ, равный нескольким десяткам. А при каскадном соединении (рис. 4.17) общий коэффициент стабилизации равен произведению коэффициентов стабилизации отдельных звеньев: КСТ = КСТ1∙КСТ2∙…∙КСТN и уже при двух звеньях составляет несколько сотен.

Недостатком рассматриваемых схем является то, что потери мощности в самом стабилитроне и на R0 велики, особенно в схемах каскадного соединения. Другой недостаток – схема не стабилизирует выходное напряжение при изменении сопротивления нагрузки и при изменении параметров самого стабилитрона.

Как проверить стабилитрон (диод Зенера) на напряжение стабилизации и работоспособность.

В этой статье предлагаю Вам разобраться с вопросом – как можно достаточно простым методом проверять стабилитроны (которые также называются диодами Зенера) на их напряжение стабилизации, а также на пригодность вообще. Напомню, что стабилитрон представляет собой обычный полупроводник, у которого есть некоторое свое стабильное напряжение, что присутствует между катодом и анодом, при обратном включении к источнику постоянного напряжения, при электрическом пробое этого полупроводника.

Если взять самый обычный диод, то при обратном включении между анодом и катодом будет величина постоянного напряжения равная напряжению источника этого питания. При таком подключении диод подобен обычному диэлектрику, который через себя не пропускает ток (точнее ток есть, называемый током утечки, но он очень мал).

И это при условии, что данный диод рассчитан на обратное напряжение больше, чем на него подается. В противном случае (если подаваемое напряжение будет больше того, на какое рассчитан диод) этот диод просто пробьется, выйдя из строя. При этом скорее всего он либо начнет электрический ток проводить в обе стороны, как обычный проводник, либо станет диэлектриком, ток проводить уже вовсе не будет.

У стабилитрона же, в отличие от обычного диода, имеется более низкое обратное напряжение, при котором этот стабилитрон пробивается. И этот пробой не выводит стабилитрон из строя, а напряжение на нем стабилизируется на определенном уровне. У разных стабилитронов это напряжение стабилизации может отличаться, и оно соответствует конкретной маркировке этих стабилитронов. Естественно, когда у стабилитрона возникает пробой, то через него начинает течь ток. И чем больше мы будем подавать напряжение на этот стабилитрон, тем больше будет сила тока, протекающая через него. Напряжение же будет меняться очень незначительно.

При прямом же включении, что у обычного диода, что у стабилитрона, будет происходить практически одно и тоже. А именно, до напряжения где-то 0,6 вольт полупроводник будет закрыт. Но, как только подаваемое напряжение превысит это значение, то через полупроводник начнет течь электрический ток. Чем больше ток будет протекать через полупроводник, тем больше будет падение напряжения на нем, в пределах где-то от 0,6, до 1,2 вольта. К примеру, у диодов Шоттки падение напряжения при прямом включении имеет минимальное значение – от 0,2 В. Если при проверке, хоть диода, хоть стабилитрона, при прямом включении мы не увидим этого падения напряжения (0,6 В), то скорей всего диод пробит и уже не пригоден к работе.

Ну и теперь ближе к теме о простом способе проверки стабилитронов на их целостность и напряжение стабилизации. Тут все просто. Нам нужен обычный источник постоянного напряжения, у которого это самое напряжение должно быть больше напряжения стабилизации проверяемого стабилитрона. Иначе при более низком напряжении стабилитрон просто не пробьется и не выйдет на свой рабочий номинальный режим стабилизации. Нужно учесть, что мощность блока питания может быть маленькой, поскольку в режиме стабилизации стабилитрон через себя пропускает незначительные токи (до 100 мА).

Если Вы планируете таким способом проверять стабилитроны с достаточно большим напряжением стабилизации, то и блок питания нужен с соответствующим постоянным напряжением. Хотя не всегда под рукой можно найти такие БП с относительно большим выходным напряжением. Простым выходом из такой ситуации будет использования обычного дешевого повышающего напряжение DC-DC модуля. На вход этого модуля можно подавать любое стандартное напряжение, ну а на его выходе уже можно получать более высокое напряжение. Причем, как я заметил ранее, сила тока при проверки будет крайне незначительна.

Кроме блока питания нам еще понадобится обычный вольтметр постоянного тока, которым мы и будем оценивать величину напряжения стабилизации диода Зенера (стабилитрона). Подойдет абсолютно любой вольтметр, лишь он мог показывать постоянное напряжение от 0 до 50 и более. Подойдет самый простой мультиметр.

Ну, и еще немаловажная деталь, это обычный постоянный резистор с сопротивлением где-то около 2 килоом, хотя можно от 1 кОм до 10 кОм. Роль этого сопротивления очень простая. Он ограничивает силу тока, который будет протекать через проверяемый стабилитрон. Что предотвратит полупроводник от случайного выхода из строя в случае, когда подаваемое напряжение будет большое, а напряжение стабилитрона будет мало. Сопротивление же ограничивать силу тока при любых типах стабилитрона, тем самым обезопасит процесс измерения и проверки. По мощности подойдет самый обычный резистор на 0,125 Вт.

Ну, и вот сама схема, которая и позволяет делать проверку стабилитронов:

Тут все просто. Плюс блока питания подключается через резистор к катоду стабилитрона, что соответствует обратному включению, а минус БП подается на анод проверяемого полупроводника. Щупы вольтметра прикладываются параллельно стабилитрону. На экране вольтметра мы увидим то самое напряжение стабилизации, на которое и рассчитан данный стабилитрон. Когда же мы перевернем стабилитрон и подсоединяем его прямым включением, то есть плюс БП к аноду полупроводника, а минус БП к катоду стабилитрона. То на вольтметре мы должны увидеть значение около 0,6 вольт, что свидетельствует о полной работоспособности данного полупроводника. Прямым включением, этим способом, можно проверять и обычные диоды. При обратном подключении диода вольтметр должен показывать напряжение блока питания, поскольку диод будет полностью закрыт.

Видео по этой теме:

P.S. Если у Вас нет под рукой блока питания на нужное напряжение, допустим 50 вольт. А также нет возможности приобрести модуль, повышающий постоянное напряжение. То с этой ситуации легко выйти таким образом. Чтобы получить высокое напряжение даже от одной батарейки на 1,5 вольт, можно воспользоваться обычной катушкой (витков так на 100 и более), намотанной на куске феррита. При кратковременной подаче напряжения от батарейки на эту катушку на ее выводах будет возникать ЭДС самоиндукции, которая в разы может превышать напряжение батарейки. Добавив простой диод и конденсатор вы легко получите самодельный увеличитель постоянного напряжения. Разве что его придется при проверке стабилитронов периодически нажимать переключатель этой схемы.

Стабилитроны

Стабилитрон — это полупроводниковый диод, используемый для стабилизации постоянного напряжения на нагрузке. Примеры внешнего вида стабилитронов приведены на рис. 1.

Рис. 1. Стабилитроны.

В стабилитронах используется участок обратной ветви вольт-амперной характеристики в области электрического пробоя (рис. 2). В этом случае при изменении тока, протекающего через стабилитрон, от I_СТ.МИН до I_{СТ.МАКС} напряжение на стабилитроне почти не изменяется. Этот эффект и используется для стабилизации напряжения. Если нагрузка R_H подключена параллельно стабилитрону (рис. 3), то напряжение на ней также будет оставаться постоянным в указанных пределах изменения тока, протекающего через стабилитрон.

Рис. 2. ВАХ стабилитрона.

С помощью стабилитронов стабилизируют напряжение примерно от 3,3 В и выше. Для стабилизации напряжения порядка 1 В применяют стабисторы. Стабисторы включаются не в обратном, а в прямом направлении. Если есть необходимость стабилизировать напряжение 0,3…0,5 В, то можно использовать обычные диоды в прямом включении, хотя это не лучшее решение. Иногда в качестве стабилитронов применяют фотодиоды или транзисторы. Но это уже другая история.

Стабилитроны и стабисторы изготавливаются, как правило, из кремния. Здесь есть: Условное графическое обозначение стабилитрона (УГО).

Основные характеристики стабилитронов:

U_СТ – номинальное напряжение стабилизации
ΔU_СТ – отклонение напряжения на стабилитроне от номинального напряжения стабилизации
I_СТ – ток, протекающий через стабилитрон при номинальном напряжении стабилизации
I_СТ.МИН – минимальный ток через стабилитрон, при котором напряжение на стабилитроне будет в пределах U_СТ ± ΔU_СТ
I_{СТ.МАКС} – максимально допустимый ток через стабилитрон

Стабилитрон и его применение

В электронике очень важны постоянные сила тока, напряжение, частота сигнала и так далее. Отклонение показателей от какого-либо заданного параметра может привести к сбоям и нестабильной работе радиоэлектронной аппаратуры и даже к ее поломке.

Чаще всего на практике стабилизируют напряжение. Для того, чтобы не скачков напряжения, были изобретены различные стабилизаторы напряжения, они используются чтобы стабилизировать «играющее» напряжение.

Самым простым стабилизатором напряжения в электронике является радиоэлемент стабилитрон. Иногда его еще называют диодом Зенера.

Стабилитрон это тоже диод, но предназначен он не для выпрямления переменного тока, хотя и может выполнять такую функцию, а для стабилизации, т.е. поддержания постоянства напряжения в цепях питания радиоэлектронной аппаратуры. Внешний вид одной из конструкций наиболее распространенных среди радиолюбителей стабилитронов и его графическое обозначение показаны на (рис. 1). По устройству и принципу работы кремниевые стабилитроны широкого применения аналогичны плоскостным выпрямительным диодам. Но работает стабилитрон не на прямом участке вольт — амперной характеристики, как выпрямительные или высокочастотные диоды, а на обратной ветви вольт — амперной характеристики, где незначительное обратное напряжение вызывает значительное увеличение обратного тока через прибор. Разобраться в сущности действия стабилитрона вам поможет его вольт — амперная характеристика, показанная на (рис. 2, а). Здесь (как и на рис. 2) по горизонтальной оси отложены в некотором масштабе обратное напряжение Uобр., а по вертикальной оси вниз — обратный ток Iобр. Напряжение на стабилитрон подают в обратной полярности, т. е. включают так, чтобы его анод был соединен с отрицательным полюсом источника питания. При таком включении через стабилитрон течет обратный ток Iобр. По мере увеличения обратного напряжения обратный ток растет очень медленно — характеристика идет почти параллельно оси Uобр. Но при некотором напряжении Uобр. (на рис. 2, а — около 8 В) р — n переход стабилитрона пробивается и через него начинает течь значительный обратный ток. Теперь вольт — амперная характеристика резко поворачивает и идет вниз почти параллельно оси Iобр. Этот участок и является для стабилитрона рабочим. Пробой же р — n перехода не ведет к порче прибора, если ток через него не превышает некоторого допустимого значения.

Рис. 1 — Стабилитрон и его графическое обозначение на схемах.

Рис. 2 — Вольт — амперная характеристика стабилитрона (а) и схема параметрического стабилизатора напряжения (б).

На (рис. 2 ,б) приведена схема возможного практического применения стабилитрона. Это так называемый параметрический стабилизатор напряжения. При таком включении через стабилизатор V течет обратный ток Iобр., создающийся источником питания, напряжение которого может изменяться в значительных пределах. Под действием этого напряжения ток Iобр., текущий через стабилитрон, тоже изменяется, а напряжение на нем, а значит, и на подключенной к нему нагрузке Rн остается практически неизменным — стабильным. Резистор R ограничивает максимально допустимый ток, текущий через стабилитрон. Со стабилизаторами напряжения вам неоднократно придется иметь дело на практике. Вот наиболее важные параметры стабилитрона: напряжение стабилизации Uст., ток стабилизации Iст., минимальный ток стабилизации Icт.min и максимальный ток стабилизации Icт.max. Параметр Uст. — это то напряжение, которое создается между выводами стабилизатора в рабочем режиме. Наша промышленность выпускает кремниевые стабилитроны на напряжение стабилизации от нескольких вольт до 180 В. Минимальный ток стабилизации Iст. min — это наименьший ток через прибор, при котором начинается устойчивая работа в режиме пробоя (на рис. 2, а — штриховая линия Iст.min), с уменьшением этого тока прибор перестает стабилизировать напряжение. Максимально допустимый ток стабилизации Iст.max — это наибольший ток через прибор (не путайте с током, текущим в цепи, питающейся от стабилизатора напряжения), при котором температура его р — n перехода не превышает допустимой (на рис. 2, а — штриховая линия Icт.max) — Превышение тока Iст.max ведёт к тепловому пробою р — n перехода и, естественно, к выходу прибора из строя.

Спасибо lessonradio.narod.ru

Еще больше информации про стабилитрон и стабилизацию напряжения вы можете найти по ссылке

Вариант 21 I. Задание Стабилитроны. Условное обозначение на схеме. Вольт-амперная характеристика. Параметры стабилитрона… Задача 1 Составить схему однофазного мостового выпрямителя, используя стандартные диоды типа Д217, Д233Б, Д243А. Параметры диодов приведены в табл. 3 в Методических… #1303064

Вариант 21 3
I. Задание 3
Задача 1 6
Задача 2 7
Задача 3 9
Вариант 21 11
Задача 1 11
Задача 2 15
Задача 3 18
Задача 4 21
Список литературы 25

Задания к работе:
I. Задание
Стабилитроны. Условное обозначение на схеме. Вольт-амперная характеристика. Параметры стабилитрона…
Задача 1
Составить схему однофазного мостового выпрямителя, используя стандартные диоды типа Д217, Д233Б, Д243А. Параметры диодов приведены в табл. 3 в Методических указаниях.
Мощность потребителя Рd = 600 Вт при напряжении питания Ud =200 В. Пояснить на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя, описать принцип его действия, используя графики входного и выходного напряжений…
…
Задача 4
Для асинхронного электродвигателя даны следующие величины при номинальной нагрузке: суммарные потери мощности в двигателе ; коэффициент полезного действия ηном = 0,88; синхронная частота вращения магнитного поля n1 = 3000 об/мин и частота тока в роторе f2s = 1,67 Гц. Частота тока в сети равна f1 = 50 Гц.
Определить:
1) потребляемую мощность Р1 и номинальную полезную мощность Рном2;
2) скольжение Sном;
3) частоту вращения ротора nном2;
4) число пар полюсов двигателя;
5) полезный вращающий момент на валу.
Механическая характеристика асинхронного двигателя n2 = f(M)…

1. Ушаков В.Н. Электротехника и электроника. — М.: Радио и связь, 1997. – 328 с.
2. Бечева М. К. и др. Электротехника и электроника. — М.: Высшая школа, 1991. — 224 с.
3. Мучник А.Я., Парфенов К.А. Общая электротехника. — М. Высшая школа, 1967. — 446 с.
4. Фриск В.В. Основы теории цепей. — М.: Радиософт, 2002. — 288 с.
5. Попов В.П. Основы теории цепей. — M: Высшая школа, 1985. — 496 с.
6. Базлов Е.Ф., Козлов А.В., Михайлов В.А. Основы теории цепей. — Казань: ЗАО «Новое знание», 2007. – 155 с.
7. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для вузов. — M: Радио и связь, 1986. – 512 с.
8. Важнов А.И. Электрические машины. — СПб.: Энергия, 1998. — 768 с.
9. Хвостов В. Электрические машины. Машины постоянного тока. — М.Машиностроение, 1983. – 336 с.

Тема:	Вариант 21 I. Задание Стабилитроны. Условное обозначение на схеме. Вольт-амперная характеристика. Параметры стабилитрона… Задача 1 Составить схему однофазного мостового выпрямителя, используя стандартные диоды типа Д217, Д233Б, Д243А. Параметры диодов приведены в табл. 3 в Методических указаниях. Мощность потребителя Рd = 600 Вт при напряжении питания Ud =200 В. Пояснить на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя, описать принцип его действия, используя графики входного и выходного напряжений…
Артикул:	1303064
Дата написания:	06.12.2011

Тип работы:	Задачи
Предмет:	Электротехника и электроника
Оригинальность:	Антиплагиат.ВУЗ — 87%
Количество страниц:	26

Напряжение — стабилизация — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Напряжение — стабилизация

Cтраница 4

Температурный коэффициент напряжения стабилизации зависит от напряжения стабилизации кремниевого стабилитрона. [46]

По достижении напряжения стабилизации диод обратимо пробивается и при значительном увеличении тока через него напряжение на нем мало изменяется. Встречное включение второго такого же стабилитрона Д2 позволяет уменьшить суммарную температурную нестабильность диодов. [47]

Температурный коэффициент напряжения стабилизации ( ТКН) указывает относительное изменение напряжения стабилизации при повышении температуры на 1 С. [49]

Температурный коэффициент напряжения стабилизации ТКН показывает, как изменяется напряжение стабилизации при изменении температуры на ГС и измеряется в % / С. Коэффициент ТКН положителен для стабилитронов, работающих при относительно высоких значениях напряжения и отрицателен для низковольтных приборов. ТКН растет с ростом напряжения стабилизации. [50]

Для установки точного напряжения стабилизации удобно использовать подстро-ечный ( или переменный) резистор R2 сопротивлением, в 1 5 раза превышающем расчетное значение. [51]

Стабилитрон характеризуется напряжением стабилизации t / CT, лежащим между минимальной / стт п и максимальной / сттах силой тока стабилизации. Напряжение Un для различных стабилитронов колеблется от 1 до 300 В, а сила токов / сттах и / crmjn — от нескольких миллиампер до нескольких ампер. Изменение силы тока / CTmin до / сттах может составлять от нескольких миллиампер до нескольких сотен миллиампер. [52]

Практически при напряжениях стабилизации ниже 6 В имеет место только туннельный пробой; с ростом напряжения стабилизации увеличивается роль лавинного пробоя. В тех случаях, когда необходимо стабилизировать низкие напряжения, порядка одного вольта, используют прямую ветвь вольтамперной характеристики диода при U; Афк, имеющую слабую зависимость напряжения от протекающего тока. Приборы, использующие этот эффект, называются стабисторами. [53]

Влияние температуры на напряжение стабилизации можно уменьшить, включив последовательно с кремниевым стабилитроном дополнительный диод ( диоды) при прямом включении р-п перехода. Поскольку падение напряжения на р-п переходе с прямым включением с ростом температуры уменьшается, общее напряжение на участке стабилитрон-диод меньше зависит от температуры, чем у каждого из них в отдельности. [54]

Вольтметром V измеряют напряжение стабилизации. [56]

У отечественных стабилитронов напряжение стабилизации бывает от 75 В до сотен вольт, / min обычно 3 — 5 мА, а / тах составляет несколько десятков миллиампер. [58]

Стабилитроны обеспечивают диапазон напряжений стабилизации 3 — 200 В; их прямое напряжение составляет — 0 6 В. Как видно из рис. 3.9, обратное сопротивление диода при малых обратных напряжениях UAK U2 велико. При достижении напряжения стабилизации обратный ток резко возрастает. [60]

Страницы: 1 2 3 4 5

BZT52-C10ST / R7 datasheet — Технические характеристики: Тип диода: ДИОД РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Характеристики стабилитронов

MKT1802-333 / 254-C: стандартные размеры микросхем Eia, отличная термостойкость, отсутствие пьезоэлектрического эффекта, неполярная конструкция, упаковка с лентой и катушкой в герметичных мешках, открытая конструкция

ZM4746: стабилитроны

VR25000001505KA500: Высокоомные / высоковольтные резисторы

TCN1109N392KTB: Сетевые конденсаторы, SIP

с покрытием

T95B156K016LSSS: Танталовый конденсатор 15F 1611 (4028 метрических единиц) 16 В; CAP TANT 15UF 16V 10% 1611 Технические характеристики: Емкость: 15F; Напряжение — номинальное: 16 В; Допуск: 10%; Особенности: COTS (высокая надежность); Рабочая температура: -55C ~ 125C; Расстояние между выводами: -; ESR (эквивалентное последовательное сопротивление): 750.0 мОм; Срок службы при температуре: -; Тип установки: поверхностное крепление; Тип: Конформное покрытие; Pac

CRCW12062R40FNEA: 2,4 Ом, 0,25 Вт, чип-резистор 1/4 Вт — поверхностный монтаж; RES 2,4 Ом 1 / 4Вт 5% 1206 SMD Характеристики: Сопротивление (Ом): 2,4; Мощность (Вт): 0,25 Вт, 1/4 Вт; Допуск: 5%; Упаковка: Лента для резки (CT); Состав: толстая пленка; Температурный коэффициент: 200 ppm / C; Статус без свинца: без свинца; Статус RoHS: соответствует требованиям RoHS

BZT03C130-TR: 600 Вт, ОДНОНАПРАВЛЕННЫЙ, КРЕМНИЙ, ТВС ДИОД Технические характеристики: Конфигурация: Одиночный; Направление: однонаправленное; Пакет: СООТВЕТСТВИЕ ROHS, ГЕРМЕТИЧЕСКАЯ УПЛОТНЕНИЕ, СТЕКЛЯННЫЙ ПАКЕТ-2; Количество контактов: 2; Количество диодов: 1; VBR: 9.От 4 до 10,6 вольт; Соответствует RoHS: RoHS

LCD-016N001L-AGE-EU: LCD DOT MATRIX CHARACTER MODULE Технические характеристики: Тип дисплея: Точечно-матричный

MMBZ5239BTS-7-F: 8,2 В, 0,225 Вт, КРЕМНИЙ, ОДНОНАПРАВЛЕННЫЙ ДИОД РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ Технические характеристики: Тип диода: ДИОД РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ; Соответствует RoHS: RoHS

Rh20N121R0FS03: RES, КРЕПЛЕНИЕ ШАССИ, ПРОВОДКА, 121 ОМ, 250WV, 1% +/- TOL, -15,15PPM TC, 7581 CASE Технические характеристики: Категория / Применение: Общее использование; Технология / конструкция: Wirewound

RW81U4930D: РЕЗИСТОР, ПРОВОЛОЧНЫЙ, 1 Вт, 0.5%, 20 ppm, 493 Ом, КРЕПЛЕНИЕ В ПРОХОДНОЕ ОТВЕРСТИЕ Технические характеристики: Категория / Применение: Общее использование; Технология / конструкция: проволочная обмотка; Монтаж / упаковка: сквозное отверстие, осевые выводы, осевые выводы; Диапазон сопротивления: 493 Ом; Допуск: 0,5000 +/-%; Температурный коэффициент: 20 ± ppm / ° C; Номинальная мощность: 1 Вт (0,0013 л.с.); Операционная Tem

VSKC320-24: 320 А, 2400 В, КРЕМНИЙ, ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ДИОД Технические характеристики: Расположение: общий катод; Тип диода: ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ДИОД; Применение диодов: выпрямитель; IF: 320000 мА; Соответствует RoHS: RoHS; Упаковка: ROHS COMPLIANT, MAGN-A-PAK-3; Количество контактов: 3; Количество диодов: 2

| Обозначение цепи

Стабилитроны Характеристики:

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 при столкновении . 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 «Характеристики стабилитронов» обычно применяется ко всем пробивным диодам.

Обозначение цепи и упаковка:

Обозначение схемы для характеристик стабилитронов на рис.2-26 (a) — то же самое, что и для обычного диода, но с катодной полосой приблизительно в форме буквы Z. Стрелка на символе все еще указывает в (обычном) направлении прямого тока, когда устройство 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 в районе 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 в пределах этого диапазона. диапазон.

В техническом паспорте 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 цепь:

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.

BZX884S-B33YL Таблицы данных | Диоды — стабилитрон

На главную & nbsp Диоды — Стабилитрон — Одинарные BZX884S-B33YL Datasheets | Диоды — стабилитрон — одиночный стабилитрон ± 2,12% для поверхностного монтажа DFN1006BD-2

BZX884S-B30YL Таблицы данных | Диоды — стабилитрон — одиночный стабилитрон ± 2% для поверхностного монтажа DFN1006BD-2

BZX884S-B39YL Таблицы данных | Диоды — стабилитрон — одиночный стабилитрон ± 2.05% Поверхностный монтаж DFN1006BD-2

By & nbspapogeeweb, & nbsp & nbspBZX884S-B33YL, BZX884S-B33YL Datasheet, BZX884S-B33YL PDF, Nexperia USA Inc.

Обзор продукта Стабилитрон

Изображение:
Номер по каталогу производителя:	BZX884S-B33YL
Категория продукта:	Диоды — стабилитроны — одиночные
Наличие:	№
Производитель:	Nexperia USA Inc.
Описание:	± 2,12% для поверхностного монтажа DFN1006BD-2
Лист данных:	BZX884S серии
Упаковка:	СОД-882
Минимум:	1
Время выполнения:	16 недель
Количество:	Под заказ
Отправить запрос предложений:	Запрос

Базовая цена

1:	0.31000	0,31000
10:	0,25500	2,55000
100:	0,13540	13.54000
500:	0,08906	44,53000
1000:	0,06056	60,56000
2000:	0.05463	109,26000
5000:	0,04750	237,50000
10000:	0,04038	403.80000
30000:	0,03800	1140,00000
50000:	0,03563	1781.50000
100000:	0.03159	3159.00000
250000:	0,03125	7812,50000

CAD Модели

Атрибуты продукта

Серия:	Автомобильная промышленность AEC-Q101
Статус детали:	Активный
Напряжение — стабилитрон (ном.) (Vz):	33 В
Допуск:	± 2．12%
Мощность — макс .:	365 мВт
Сопротивление (макс.) (Zzt):	80 Ом
Ток — обратная утечка при Vr:	50 нА при 23．1 В
Напряжение — прямое (Vf) (макс.) При:	900 мВ при 10 мА
Рабочая температура:	150 ° С (ТДж)
Тип установки:	Крепление на поверхность
Упаковка / ящик:	СОД-882
Пакет устройств поставщика:	DFN1006BD-2
Производитель:	Nexperia USA Inc．
Упаковка:	Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Описания

Для этой части пока нет релевантной информации.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Диапазон напряжения от 2,4 до 75 В Рассеиваемая мощность 300 мВт

Характеристики • Кремниевые планарные стабилитроны
• Напряжения на стабилитронах классифицируются в соответствии с международным стандартом E 24. Стандартный допуск напряжения стабилитрона составляет ± 5%. Замените «C» на «B», чтобы получить допуск ± 2%. Другие допуски напряжения и другие напряжения стабилитрона доступны по запросу.
• Эти диоды также доступны в других стилях корпуса и других конфигурациях, включая: корпус SOD-123 с обозначением типа серии BZT52, конфигурацию двойного стабилитрона с общим анодом в корпусе SOT-23 с обозначением типа серии AZ23 и двойной стабилитрон. общая конфигурация катода в корпусе СОТ-23 с обозначением типа серии DZ23.

Экологическая и экспортная классификации

Статус RoHS:	Соответствует ROHS3
Уровень чувствительности к влаге (MSL):	1 (без ограничений)
ECCN:	EAR99
HTSUS:	8541.10,0050

Вас также может заинтересовать

Стабилитрон 5 В — 500 мВт — 3 шт. Купить по низкой цене в Индии

Характеристики: —

• Кремниевые планарные силовые стабилитроны

• Стандартный допуск напряжения стабилитрона составляет ± 5% с суффиксом «B».Другие допуски доступны по запросу.

• Эти диоды также доступны в корпусе Mini-MELF с обозначением типа ZMM5225 … ZMM5267, корпусе SOT-23 с обозначением типа MMBZ5265 … MMBZ5267 и корпусе SOD-23 с обозначением типа MMSZ5225 … MMSZ5267 .

Механические характеристики: —

• Корпус: стеклянный корпус DO-35

• Вес: прибл. 0,13 г

Спецификация: —

Температура J

Символ	Параметр	Значение	Единица
Ptot	Рассеиваемая мощность	500	мВт
175	° C
TS	Диапазон температур хранения	— 65 до +175	° C
VF	Прямое напряжение	1.1	Вольт

Связанный документ: —

Стабилитрон 5 В — 500 мВт


Торговая марка / Производитель	Общий
Страна происхождения	Китай
Адрес упаковщика / импортера	Constflick Technologies Limited, Building No. 13 and 14, 3rd Floor, 2nd Main, Siddaiah Road, Bangalore, Karnataka — 560027 India.
ППМ	рупий. 10,62 (включая все налоги)

* Изображения продукта показаны только в иллюстративных целях и могут отличаться от реального продукта.

Глобальный размер рынка стабилитронов, доля, рост, анализ тенденций 2028 г.

«Глобальный анализ рынка стабилитронов, применение, анализ, рост и прогноз до 2028 года» — это недавний отчет, подготовленный MarketResearch.бизнес Глобальный отчет о рынке стабилитронов был сегментирован по типу, применению и региону.

Мировой рынок стабилитронов: обзор

Стабилитрон

— это тип диода, который позволяет току течь от анода к катоду, а также в обратном направлении. Стабилитрон в основном используется в электронном оборудовании в качестве основного структурного блока электронной схемы. Стабилитрон работает на основе состояния обратного смещения. Стабилитрон используется в качестве регулятора напряжения или для обеспечения опорного напряжения.Также использовался фиксатор напряжения.

Мировой рынок стабилитронов: динамика

Растущее распространение стабилитронов благодаря уникальным особенностям, таким как условие обратного смещения, является ключевым фактором, который, как ожидается, поддержит рост мирового рынка в течение прогнозируемого периода.

Стабилитрон

обеспечивает и регулирует достаточное напряжение в электронной схеме, что, как ожидается, будет стимулировать спрос на стабилитроны в телекоммуникационной отрасли и в долгосрочной перспективе будет стимулировать рост мирового рынка.

Кроме того, ожидается, что все более широкое применение стабилитронов в исследованиях и разработках, а также в целях миниатюризации устройств повысит спрос на стабилитроны в следующие 10 лет.

Однако высокая стоимость стабилитронов является основным фактором, который может сдерживать спрос на стабилитроны и сдерживать рост мирового рынка в течение прогнозируемого периода.

Мировой рынок стабилитронов: сегментный анализ

Среди этого типа ожидается, что сегмент технологии сквозных отверстий обеспечит наибольший рост на мировом рынке стабилитронов благодаря все более широкому распространению стабилитронов на основе технологии сквозных отверстий в промышленном секторе.

Среди приложений сегмент бытовой электроники составляет основную долю на мировом рынке, и ожидается, что он продемонстрирует значительный рост на мировом рынке стабилитронов в течение прогнозируемого периода из-за все более широкого применения стабилитронов в различных устройствах бытовой электроники, таких как аналоговые. устройства или цифровое оборудование, настольный компьютер, компьютер, принтер и видеоигры.

Мировой рынок стабилитронов: региональный анализ

На рынок Северной Америки приходится самая высокая доля дохода на мировом рынке, за которым следует рынок Европы, благодаря все более широкому внедрению технологически продвинутых диодов в бытовой электронике в странах региона.

Ожидается, что рынок Азиатско-Тихоокеанского региона продемонстрирует прибыльный рост с точки зрения CAGR на мировом рынке благодаря увеличению промышленной инфраструктуры в таких странах, как Китай, Индия и Япония в регионе.

Ожидается, что на рынках Ближнего Востока, Африки и Латинской Америки будет наблюдаться умеренный рост доходов из-за растущего спроса на продвинутые устройства на основе стабилитронов в странах этих регионов.

Глобальная сегментация рынка стабилитронов:

Сегментация по типу:

Технология сквозных отверстий
Технология поверхностного монтажа

Сегментация по приложениям:

Бытовая электроника
Вычислительная техника
Промышленное
Телекоммуникации
Автомобильная промышленность

Сегментация по регионам:

Северная Америка
Европа
Азиатско-Тихоокеанский регион
Латинская Америка
Ближний Восток и Африка

Диод.Светодиод. Стабилитрон / Sudo Null IT News

Не подходит. Убийство! (с)

Постараюсь на пальцах объяснить работу с диодами, светодиодами и стабилитронами. Опытные электронщики могут пропустить статью, потому что ничего нового для себя не найдут. Я не буду вдаваться в теорию электронно-дырочной проводимости pn перехода. Я считаю, что такой подход к обучению только запутает новичков. Это голая теория, почти не имеющая отношения к практике. Однако меня интересует теория и предлагаю эту статью.Всем добро пожаловать под кат.

Это второй товар из цикла электроники. Рекомендую прочитать также первую, в которой рассказывается, что такое электрический ток и напряжение.

Диод — полупроводниковый прибор, имеющий 2 вывода для подключения. Сделанные, попросту говоря, путем соединения 2х полупроводников с разными типами примесей, они называются донорными и акцепторными, n и p соответственно, поэтому внутри диода находится pn переход. Выводы, обычно состоящие из луженой меди, называют анодом (А) и катодом (К).Эти термины исчезли со времен электронных ламп и используются в письменной форме для обозначения направленности диода. Намного более простое графическое обозначение. Названия выводов диода запомнятся сами собой при применении на практике.

Как я уже писал, мы не будем использовать теорию электронно-дырочной проводимости диода. Просто поместите эту теорию в черный ящик с двумя зажимами для подключения. Примерно так же программисты инкапсулируют работу со сторонними библиотеками, не вдаваясь в e… подробности их работы. Или, например, когда, пользуясь пылесосом, мы не вдаваемся в подробности того, как он работает внутри, он просто работает и для нас важно одно из свойств пылесоса — всасывать пыль.

Рассмотрим свойства диода, самые очевидные:

От анода к катоду это направление называется прямым, диод пропускает ток.
Диод не пропускает ток в обратном направлении от катода к аноду.(На самом деле, нет. Но об этом позже.)
Когда ток течет в прямом направлении, некоторое напряжение на диоде падает.

Возможно, эти свойства вам уже хорошо известны. Но есть дополнения. Что считается прямым, а какое — противоположным? Такое включение называется прямым, если напряжение на аноде больше, чем на катоде. Как раз наоборот. Прямое и обратное включение — это условность. В реальных схемах напряжение на одном и том же диоде может изменяться с прямого на обратное и наоборот.

Кремниевый диод начинает передавать, по крайней мере, некоторый значительный ток, только когда напряжение на аноде примерно на 0,65 В выше, чем на катоде. Нет не так. При протекании хоть какого-то тока на диоде образуется падение напряжения, примерно равное 0,65 В и выше.

Напряжение 0,65 В — называется прямым падением напряжения на pn переходе. Это лишь приблизительное среднее значение, оно зависит от силы тока, температуры кристалла и технологии изготовления диода.При изменении протекающего тока он изменяется нелинейно. Чтобы хоть как-то обозначить эту нелинейность графически, производители снимают вольт-амперные характеристики диода. В мощных высоковольтных диодах падение напряжения может быть больше в 2, 3 и т. Д. Раза. Это означает, что внутри диода последовательно соединены несколько pn-переходов.

Для определения падения напряжения можно использовать вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода в виде графика. Иногда эти графики приводятся в таблицах данных (даташитах) для реальных моделей диодов, но чаще это не так.На первом графике, который у меня есть, VAC KD243A показан ниже, хотя это не важно, все они примерно одинаковы.

На графике Upr — это прямое падение напряжения на диоде. Iпр — протекающий через диод ток. График показывает, каким будет падение напряжения на диоде при протекании n-го тока. Но чаще всего реальные данные-вольт-амперные характеристики в даталистах не приводятся, а указывается прямое падение напряжения, указанное при определенном токе. В английской литературе падение напряжения называется прямым напряжением.

Как подать заявку

Падение напряжения на диоде — плохая характеристика для нас, поскольку это напряжение не выполняет полезной работы и рассеивается в виде тепла на корпусе диода. Чем меньше падение, тем лучше. Обычно падение напряжения на диоде определяется на основе тока, протекающего через диод. Например, включите диод последовательно с нагрузкой. Фактически, это защитит схему от переполнения, если блок питания будет съемным. На рисунке ниже в качестве защищаемой цепи взят резистор 47 Ом, хотя на самом деле это может быть что угодно, например, участок большой цепи.В качестве источника питания — аккумулятор на 12 В.
Допустим, нагрузка без диода потребляет 255 мА. В этом случае его можно рассчитать по закону Ома: I = U / R = 12/47 = 0,255 А или 255 мА. Хотя обычно расход сферической схемы в вакууме уже известен хотя бы по максимальным характеристикам блока питания. Найдем на указанном выше графике ВАХ падение напряжения на диоде КД243А при 0,255 А протекающего тока, при 25 градусах. Это примерно 0,75 В. Эти 0.На диод упадет 75 В, а для питания схемы останется 12 до 0,75 = 11,25 В — иногда этого может не хватить. В качестве бонуса можно найти мощность в виде тепла и потерь, выделяемых на диоде, по формуле P = I * U = 0,75 * 0,255 = 0,19 Вт, где I и U — ток через диод и падение напряжения. через диод.

Что делать, если расписание IVC недоступно? Например, для популярного диода 1n4007 указывается только прямое напряжение 1 В при 1 А. Необходимо использовать это значение или измерить реальное падение.А если для какого-то диода это значение не указано, то в среднем сойдет 0,65 В. На самом деле легче измерить это падение напряжения с помощью вольтметра в цепи, чем смотреть на графики. Думаю, нет необходимости объяснять, что вольтметр нужно включать на постоянное напряжение, если через диод протекает постоянный ток, а щупы должны касаться анода и катода диода.

Немного о других характеристиках

В предыдущем примере, если вы перевернете аккумулятор, я имею в виду изменить полярность, см. Нижний рисунок, ток не будет течь, а падение напряжения на диоде в худшем случае будет 12 В — напряжение аккумулятора.Главное, чтобы это напряжение не превышало напряжения пробоя нашего диода, это обратное напряжение, это напряжение пробоя. А также важно еще одно условие: ток в прямом направлении через диод не превышал номинальный ток диода, это тоже прямой ток. Это два основных параметра, по которым выбирается диод: постоянный ток и обратное напряжение.

Иногда даталисты также указывают рассеиваемую мощность диода или номинальную мощность (рассеиваемую мощность).Если он указан, то он не может быть превышен. Как его рассчитать, мы уже разобрались в предыдущем примере. Но если мощность не указана, то необходимо ориентироваться по току.

Говорят, что в обратном направлении ток через диод не течет, ну или почти не течет. Фактически, через него протекает ток утечки, обратный ток в английской литературе. Этот ток очень мал, от нескольких наноампер в маломощных диодах до нескольких сотен микроампер в мощных.Также этот ток зависит от температуры и приложенного напряжения. В большинстве случаев ток утечки не играет никакой роли, например, как в предыдущем примере, но когда вы работаете с наноамперами и ставите какой-то защитный диод на входе операционного усилителя, то ой может случиться … Схема ведет себя совершенно иначе, как задумано.

Диоды также имеют небольшую паразитную емкость. То есть по сути это конденсатор, включенный параллельно диоду.Эту емкость необходимо учитывать в быстрых процессах, когда диод работает в цепи от десятков до сотен мегагерц.

Также несколько слов о термине «купюра». Обычно номинальный ток и напряжение указывают на то, что при превышении этих параметров производитель не гарантирует работу продукта, если не указано иное. И это касается всех электронных компонентов, а не только диода.

Чем еще можно заняться

Есть много применений диодов.Разработчики радиоэлектроники обычно изобретают свои схемы из частей других схем, так называемых строительных блоков. Вот несколько вариантов.

Например, схема защиты цифровых или аналоговых входов от перенапряжения:

Диоды в этой цепи при нормальной работе не пропускают ток. Только ток утечки. Но когда входное напряжение возникает в виде положительной полуволны, то есть входное напряжение становится больше, чем потребляемая мощность плюс прямое падение напряжения на диоде, верхний диод открывается, а вход закрывается на шине питания.Если возникает отрицательная полуволна напряжения, нижний диод открывается, а вход замыкается на землю. В этой схеме, кстати, чем меньше утечка и емкость диодов, тем лучше. Такие схемы защиты, как правило, есть во всех современных цифровых схемах внутри кристалла. А внешние мощные сборки TVS-диодов защищают, например, USB-порты на материнских платах.

Также из диодов можно собрать выпрямитель. Это очень распространенная схема, о которой почти никто из читателей не слышал.Выпрямители бывают полуволновые, двухполупериодные и мостовые. С полуволновым выпрямителем мы уже встречались в нашем самом первом многострадальном примере, когда рассматривали защиту от повышенного разрешения. Особых плюсов у него нет, кроме плюса на батарею. Один из важнейших недостатков, ограничивающих использование схемы однополупериодного выпрямителя на практике: схема работает только с положительным полуволновым напряжением. Отрицательное напряжение полностью отключается, и ток не течет. «Ну и что?», — скажете вы: «Мне такой мощности хватит!».Но нет, если такой выпрямитель стоит после трансформатора, то по обмоткам трансформатора ток будет течь только в одном направлении и, таким образом, трансформаторное железо будет дополнительно намагничиваться. Трансформатор может перейти в режим насыщения и нагреваться намного сильнее, чем должен.

Двухполупериодные выпрямители лишены этого недостатка, но им нужна средняя выходная обмотка трансформатора. Здесь при положительной полярности переменного напряжения верхний диод открыт, а при отрицательном — нижний.КПД трансформатора используется не полностью.

Мостовые схемы лишены обоих недостатков. Но теперь к тракту тока подключены одновременно два диода: прямой и обратный. Падение напряжения на диодах увеличивается вдвое и составляет не 0,65–1 В, а в среднем 1,3–2 В. Учитывая это падение, учитывается выпрямленное напряжение.
Например, нам нужно получить 18 вольт выпрямленного напряжения, какой трансформатор для этого выбрать? 18 вольт плюс провал на диодах, возьмем в среднем 1.4 В, равное 19,4 В. Из предыдущей статьи мы знаем, что амплитудное значение переменного напряжения на корень в 2 раза больше его действующего значения. Следовательно, во вторичной цепи трансформатора переменное эффективное напряжение составляет 19,4 / 1,41 = 13,75В. Учитывая то, что напряжение в сети может ходить на 10%, как и под нагрузкой, напряжение немного подаст, выберем трансформатор 230/15 В.

Мощность необходимого трансформатора можно рассчитать по току нагрузки.Например, мы собираемся подключить нагрузку на один ампер к трансформатору. Это если с запасом. Всегда держите небольшую маржу — 20-40%. Просто по формуле мощности можно найти P = U * I = 15 * 1 = 15 ВА, где U и I — напряжение и ток вторичной обмотки. Если вторичных обмоток несколько, то их мощности складываются. Плюс потери на трансформацию, плюс запас, поэтому выберем трансформатор 20-40 ВА. Хотя часто трансформаторы продаются с указанием тока вторичных обмоток, но проверка на общую мощность не помешает.

После выпрямительного моста требуется сглаживающий конденсатор, не показанный на рисунке. Не забывай об этом! Есть умные формулы для расчета этого конденсатора в зависимости от количества пульсаций, но я бы порекомендовал следующее правило: ставить конденсатор на 10000 мкФ на ток потребления тока ампер. Напряжение на конденсаторе не меньше выпрямленного напряжения без нагрузки. В этом примере можно взять конденсатор номиналом 25В.

Диоды в этой схеме выбирают ток> = 1 А и обратное напряжение с запасом более 19.4 В, например 50-1000 В. Можно использовать диоды Шоттки. Это те же диоды, только с очень небольшим падением напряжения, которое часто составляет десятки милливольт. Но недостаток диодов Шоттки — они не выпускаются при более-менее высоких напряжениях, более 100В. Точнее, они недавно вышли, но стоимость их заоблачная, а преимущества уже не так очевидны.

Светодиод

Внутри он устроен совсем иначе, чем диод, но имеет те же свойства.Он светится только тогда, когда ток течет в прямом направлении.
Все отличие от диода в некоторых характеристиках. Самое главное — это прямое падение напряжения. Это намного больше, чем 0,65 В в обычном диоде, и зависит в основном от цвета светодиода. Начиная с красного, падение напряжения которого в среднем составляет 1,8 В, и заканчивая белым или синим светодиодом, падение которого составляет около 3,5 В. Однако невидимый спектр имеет эти значения шире.
По сути, падение напряжения здесь — это минимальное напряжение зажигания диода.При меньшем напряжении в блоке питания не будет тока и диод не загорится. В мощных осветительных светодиодах падение напряжения может составлять десятки вольт, но это означает лишь то, что внутри кристалла находится множество последовательно-параллельных диодных сборок.

А теперь поговорим об индикаторных светодиодах, как о самых простых. Выпускаются они в различных корпусах, чаще всего полукруглые, диаметром 3, 5, 10 мм.

Любой диод светится в зависимости от протекающего тока. Фактически, это актуальное устройство.Падение напряжения достигается автоматически. Текущий мы спрашиваем себя. Современные индикаторные диоды более-менее начинают светиться при токе 1 мА, а при 10 мА глаза уже выгорают. По мощным светодиодам нужно смотреть документацию.

Светодиодное приложение

Имея только соответствующий резистор, вы можете установить желаемый ток через диод. Конечно, вам также понадобится блок питания постоянного тока, например, аккумулятор на 4,5 В или любой другой БП.

Например, давайте установим ток 1 мА через красный светодиод с падением напряжения 1.8 В.

На схеме показаны узловые потенциалы, т.е. напряжение относительно нуля. В каком направлении включать светодиод, нам лучше всего будет подсказать мультиметру в режиме гудка, так как иногда китайские светодиоды со скрученными ножками иногда попадаются полностью. При прикосновении к щупам мультиметра в правильном направлении светодиод должен тускло светиться.

Так как красный светодиод подан, то на резистор будет падать 4,5 — 1,8 = 2,7В. Это известно согласно второму закону Кирхгофа: сумма падений напряжения на последовательных участках цепи равна ЭДС батареи, т.е.е. 2,7 + 1,8 = 4,5 В. Чтобы ограничить ток до 1 мА, резистор по закону Ома должен иметь сопротивление R = U / I = 2,7 / 0,001 = 2700 Ом, где U и I — напряжение на резисторе и необходимый нам ток. Не забудьте преобразовать значения в единицах СИ, в амперах и вольтах. Поскольку номинальные значения выходного сопротивления стандартизированы, мы выбираем наиболее близкое стандартное номинальное значение 3,3 кОм. Конечно, ток изменится, и его можно будет пересчитать по закону Ома I = U / R. Но часто дело не в этом.

В этом примере ток, подаваемый батареей, невелик, поэтому внутренним сопротивлением батареи можно пренебречь.

С подсветкой светодиодами все равно, только токи и напряжения выше. Но иногда резистор им уже не нужен, надо смотреть документацию.

Еще про светодиоды

Фактически, блеск — это основная цель светодиода. Но есть и другое применение. Например, светодиод может действовать как источник опорного напряжения.Они необходимы, например, для получения источников тока. В качестве источников опорного напряжения, как менее шумные, используйте красные светодиоды. Они включаются в схему так же, как и в предыдущем примере. Поскольку напряжение батареи относительно постоянное, ток через резистор и светодиод также постоянен, поэтому падение напряжения остается постоянным. От анода светодиода, где 1,8В, делается отвод и это опорное напряжение используется в других частях схемы.

Для более надежной стабилизации тока на светодиоде, при пульсирующем напряжении источника питания, в цепь вместо резистора ставится источник тока.А вот источники тока и источники напряжения — отдельная статья. Может, когда-нибудь напишу.

Стабилитрон

В английской литературе стабилитрон называют стабилитроном. Все так же, как диод, в прямом включении. Но теперь поговорим только об обратном включении. При обратном подключении под действием определенного напряжения на стабилитрон происходит обратимый пробой, т.е. начинает течь ток. Такой пробой вполне нормальный и рабочий режим стабилитрона, в отличие от диода, где при достижении номинального обратного напряжения диод просто вышел из строя.При этом ток через стабилитрон в режиме пробоя может изменяться, а падение напряжения на стабилитроне остается практически неизменным.
Что это нам дает? По сути, это маломощный стабилизатор напряжения. Стабилитрон имеет все те же характеристики, что и диод, плюс также добавлено стабилизирующее напряжение Ust или номинальное напряжение стабилитрона. Он индицируется при определенном токе стабилизации Ist или испытательном токе. Также в документации на стабилитроны указывают минимальный и максимальный ток стабилизации.Когда ток изменяется от минимального до максимального, напряжение стабилизации несколько плавает, но незначительно. Смотрите вольт-амперные характеристики.
Рабочая область стабилитрона обозначена зеленым цветом. Из рисунка видно, что напряжение на рабочей области практически не меняется, при большом диапазоне изменения тока через стабилитрон.

Чтобы попасть в рабочую зону, нам нужно установить ток стабилитрона между [Ist. мин — Ист. max] с помощью резистора так же, как в примере со светодиодом (кстати, можно использовать и источник тока).Только, в отличие от светодиода, стабилитрон включен в обратную сторону.

С меньшим током, чем Ist. min стабилитрон не открывается, но с более Iст. max — произойдет необратимый тепловой пробой, т.е. стабилитрон просто перегорит.

Расчет стабилитрона

Рассмотрим пример нашего расчетного трансформаторного блока питания. У нас есть блок питания, который выдает не менее 18 В (на самом деле их больше, из-за трансформатора 230/15 В, лучше измерять в реальной цепи, но не в этом дело), который может выдавать ток из 1 А.Необходимо запитать нагрузку с максимальным потреблением 50 мА стабилизированным напряжением 15 В (например пусть это будет какой-нибудь абстрактный операционный усилитель — ОУ, у них примерно такое потребление).
Такая слабая нагрузка выбрана неспроста. Стабилитроны — довольно маломощные стабилизаторы. Они должны быть спроектированы так, чтобы через них мог проходить без перегрева весь ток нагрузки плюс минимальный ток стабилизации Ist. мин. Это необходимо, потому что ток после резистора R1 делится между стабилитроном и нагрузкой.В нагрузке ток может быть непостоянным, либо нагрузка может полностью отключаться от цепи. По сути, это параллельный стабилизатор, т.е. весь ток, который не идет в нагрузку, возьмет на себя стабилитрон. Это похоже на первый закон Кирхгофа I = I1 + I2, только здесь I = Iagr + Ist. мин.

Итак, выбирайте стабилитрон с напряжением стабилизации 15 В. Резистор (или источник тока) всегда нужен для установки тока через стабилитрон. На резисторе R1 упадет 18-15 = 3 В.Через резистор R1 будет протекать ток Iагр. + Есть. мин. Возьмите Ist. min = 5 мА, этого тока примерно достаточно для всех стабилитронов с напряжением стабилизации до 100 В. Выше 100 В можно брать 1 мА или меньше. Можно брать ист. min и больше, а вот греть только стабилитрон будет бесполезно.

Итак, Ir1 = Inagram проходит через R1. + Есть. мин = 50 + 5 = 55 мА. По закону Ома находим сопротивление R1 = U / I = 3 / 0,055 = 54,5 Ом, где U и I — напряжение на резисторе и ток через резистор.Выбирайте из ближайшего стандартного последовательного сопротивления 47 Ом, через стабилитрон будет чуть больше тока, но ничего страшного. Можно даже рассчитать полный ток: Ir1 = U / R = 3/47 = 0,063 А, тогда минимальный ток стабилитрона: 63 — 50 = 13 мА. Мощность резистора R1: P = U * I = 3 * 0,063 = 0,189 Вт. Выберите стандартный резистор на 0,5 Вт. Советую, кстати, не превышать мощность резисторов примерно Pmax / 2, они проживут дольше.

Стабилитрон также рассеивает мощность в виде тепла, в худшем случае оно будет равно P = Ust * (Iagr + Ist.) = 15 * (0,050 + 0,013) = 0,945 Вт. Стабилитроны выпускают на разной мощности, ближайшую 1Вт, но тогда температура корпуса при потреблении около 1Вт будет около 125 градусов С, лучше брать с запасом в 3 Вт. Стабилитроны выдают 0,25, 0,5, 1, 3, 5 Вт и т.д.

Первый запрос в гугле «Стабилитрон 3W 15V» выдал 1N5929BG. Далее ищите «datasheet 1N5929BG». Согласно его техническому описанию, он имеет минимальный ток стабилизации 0,25 мА, который составляет менее 13 мА, и максимальный ток 100 мА, который составляет более 63 мА, т.е.е. вписывается в его режим работы, поэтому нас устраивает.

В общем, это весь расчет. Да, стабилизатор несовершенный, внутреннее сопротивление у него не нулевое, но он простой, дешевый и гарантированно работает в указанном диапазоне токов. А поскольку это параллельный стабилизатор, то ток блока питания будет постоянным. Более мощные стабилизаторы можно получить, запитав стабилитрон транзистором, но это тема следующей статьи про транзисторы.

Проверить стабилитрон на пробой обычным мультиметром, как правило, невозможно.С более-менее высоковольтным стабилитроном просто не хватает напряжения на щупах. Единственное, что можно сделать, это прозвонить его на наличие нормальной проводимости диода в прямом направлении. Но это косвенно гарантирует работоспособность устройства.

Еще стабилитроны можно использовать в качестве источников опорного напряжения, но они шумят. Для этих целей производят специальные малошумящие стабилитроны, но в моем понимании их цена зашкаливает за кусок кремния, лучше добавить и купить интегральный источник с лучшими параметрами.

Есть также много полупроводниковых приборов, похожих на диод: тиристор (управляемый диод), симистор (симметричный тиристор), динистор (который пульсирует только после достижения определенного напряжения), варикап (с переменной емкостью), что-то еще. Первое в силовой электронике вам понадобится при создании управляемых выпрямителей или контроллеров активной нагрузки. И я не сталкивался последние 10 лет, поэтому оставляю эту тему для самостоятельного чтения в вики, хотя бы про тиристоры.

Все об электронике: стабилитрон

Стабилитроны широко используются в качестве опорных диодов в электронных схемах. Стабилитроны позволяют изготавливать простые схемы регулятора напряжения, кроме того, они дешевы и просты в изготовлении.

Стабилитроны доступны уже много лет, и в настоящее время они широко используются во многих областях электронных схем. Их очевидное применение — в стабилизаторах источников питания, но они могут использоваться в качестве достаточно стабильного опорного напряжения во многих электронных схемах.В дополнение к этому, их можно использовать для удаления пиков в сигналах, которые могут не потребоваться. В одном конкретном случае их можно использовать для удаления всплесков, которые могут повредить цепь или вызвать ее перегрузку.

Хотя термин стабилитрон широко используется для описания диодов, используемых в качестве опорных напряжений, эффект Зенера, который дает им их название, используется во всех диодах, как будет показано ниже. Соответственно, их, вероятно, правильнее было бы называть диодами опорного напряжения.

Основы стабилитрона

Стабилитроны или, как их иногда называют, опорные диоды работают как обычные диоды в прямом направлении смещения.Они имеют нормальное напряжение включения 0,6 В для кремниевого диода. Однако в обратном направлении их действие несколько иное. На очень низких напряжениях, как и у нормального диода, они вообще не проводят. Однако при достижении определенного напряжения диод «выходит из строя» и течет ток. Глядя на кривые стабилитронов, можно увидеть, что напряжение почти постоянно, независимо от протекаемого тока.

Характеристика стабилитрона

Хотя опорный диод напряжения обычно называют стабилитроном, возможны два различных механизма пробоя:

Эффект Зенера: Этот эффект преобладает ниже 5.5 вольт.
Ударная ионизация: Этот эффект преобладает при напряжении выше 5,5 вольт.

Результат обоих эффектов пробоя один и тот же, и инженерам-конструкторам нет необходимости разрабатывать свои схемы по-разному. Основное отличие состоит в том, что у этих двух эффектов разные температурные коэффициенты.

Символ стабилитрона

Чтобы отличить стабилитрон от нормального сигнального диода, условное обозначение схемы немного изменено. У символа стабилитрона есть небольшая «метка», прикрепленная к полосе символа диода для обозначения его функции.

Символ стабилитрона, используемый в принципиальных схемах

Стабилитрон или опорный диод напряжения широко используются в электронных схемах. Стабилитроны или опорные диоды могут использоваться как дискретные устройства или они могут использоваться в интегральных схемах. Таким образом, стабилитроны представляют собой важный строительный блок для многих схем, который нелегко было бы преодолеть, если бы по какой-то причине они не были доступны.

В стабилитроне используется та же базовая структура, что и в обычном диоде, но принцип работы эффектов обратного пробоя обычно не требуется и не используется для нормальной работы диода.

Структура стабилитрона оптимизирована для обеспечения требуемых характеристик — это влечет за собой некоторые отличия от структуры обычного диода.

Теория и работа стабилитронов

В стабилитронах можно использовать два эффекта. Один называется пробоем Зенера, а другой — ударной или лавинной ионизацией. Эффект Зенера преобладает ниже 5,5 вольт, тогда как ударная ионизация является основным эффектом выше этого напряжения.

Эти два эффекта совершенно разные, хотя и производят почти одинаковые эффекты.

Эффект пробоя стабилитрона: Эффект пробоя стабилитрона — это эффект, благодаря которому диод получил свое популярное название. Это квантово-механический эффект туннелирования, но когда он применяется к опорному диоду напряжения, он сохраняет имя Зенера в честь человека, который его открыл.
В большинстве случаев электроны содержатся внутри атомов кристаллической решетки. В этом состоянии они находятся в так называемой валентной зоне. Если к полупроводнику приложить большое электрическое поле, этого может быть достаточно, чтобы вытащить электроны из атома в так называемую зону проводимости.Когда они свободны от атома, они могут проводить электричество, и это дает начало названию зоны проводимости. Чтобы они перешли из валентной зоны в зону проводимости, должна существовать определенная сила, которая их вытягивает. Обнаружено, что при наличии определенного уровня электрического поля большое количество электронов высвобождается, создавая возможность внезапного протекания тока при достижении определенного обратного напряжения. Эффект Зенера был впервые предложен доктором Кларенсом Зенером в 1934 году, от которого он получил свое название.
Ударная ионизация: Ударная ионизация сильно отличается от пробоя стабилитрона и возникает, когда в полупроводнике присутствует сильное электрическое поле. Электроны сильно притягиваются и движутся к положительному потенциалу. Из-за сильного электрического поля их скорость увеличивается, и часто эти высокоэнергетические электроны сталкиваются с решеткой полупроводника.
Когда это происходит, создается пара дырка-электрон. Этот вновь созданный электрон движется к положительному напряжению и ускоряется под действием сильного электрического поля, и он может столкнуться с решеткой.Дырка, будучи положительно заряженной, движется в направлении, противоположном электрону. Если поле достаточно сильное, происходит достаточное количество столкновений, так что возникает эффект, известный как лавинный пробой. Это происходит только тогда, когда превышается определенное поле, то есть когда для этого диода превышается определенное обратное напряжение, заставляя его проводить в обратном направлении для данного напряжения, как раз то, что требуется для диода опорного напряжения.

Два эффекта обратного пробоя в диоде имеют очень похожие характеристики, но они не совпадают.В большинстве случаев можно игнорировать разницу между двумя эффектами и использовать диод таким же образом.

Работа диода

Эффекты обратной проводимости, как и многие другие аспекты полупроводниковой технологии, подвержены колебаниям температуры. Установлено, что эффекты ударной ионизации и Зинера имеют противоположные направления температурных коэффициентов. Эффект Зенера, который преобладает при напряжении ниже 5,5 вольт, имеет отрицательный температурный коэффициент.Однако лавинный эффект, который является основным эффектом при напряжении выше 5,5 вольт, имеет положительный температурный коэффициент.

В результате стабилитроны или диоды опорного напряжения с обратным напряжением около 5,5 вольт, где оба эффекта возникают почти одинаково, имеют наиболее стабильный общий температурный коэффициент, поскольку они стремятся уравновесить друг друга для оптимальной производительности.

Стабилитроны используются во многих схемах по-разному.

Наиболее распространенная схема на стабилитроне — это схема, в которой стабилитрон используется в качестве элемента опорного напряжения.Этот тип схемы использует постоянное напряжение в качестве эталона в одной из множества форм схемы источника питания.

Существуют и другие схемы и приложения на стабилитронах. Их можно использовать для ограничения напряжений, предотвращая скачки напряжения, приводящие к повреждению электронных схем.

Простая схема стабилитрона для регулятора напряжения

При использовании в цепи регулятора стабилитрон должен ограничивать входящий в него ток. Если поместить на него идеальный источник напряжения, он будет потреблять чрезмерный ток, когда будет достигнуто напряжение пробоя.Чтобы преодолеть это, стабилитрон должен работать от источника тока. Это ограничит ток до выбранного значения.

В практической схеме самым простым источником тока является резистор. Это ограничит ток, потребляемый стабилитроном, и гарантирует, что рабочее положение диода останется примерно постоянным.

Простая схема стабилизатора шунта на стабилитроне

Номинал последовательного резистора рассчитать просто. Это просто напряжение на резисторе, деленное на требуемый ток.Уровень тока стабилитрона можно выбрать в зависимости от схемы и используемого стабилитрона.

Значение резистора (Ом) = (V1 — V2) / (ток стабилитрона + ток нагрузки)
Где:
V1 — входное напряжение
V2 — напряжение стабилитрона

Эта форма схемы регулятора известна как шунтирующий регулятор, где регулирующий элемент в цепи размещается параллельно нагрузке. Напряжение, возникающее на нагрузке, контролируется стабилитроном, позволяя части тока проходить через стабилитрон и обходить нагрузку для поддержания напряжения на ней.Шунтирующие регуляторы обычно считаются очень неэффективными для больших уровней мощности, но для низких уровней они очень эффективны. Стабилитрон можно использовать в качестве шунтирующего стабилизатора для создания стабильного опорного напряжения, которое затем может использоваться последовательным стабилизатором для получения необходимого стабильного выходного напряжения. Этот метод эффективно используется в аналоговых регулируемых источниках питания.

Схема стабилитрона для БП с последовательным транзистором

Показанный выше очень простой шунтирующий регулятор не особенно эффективен и неприменим для многих приложений с более высокими токами.Решение состоит в том, чтобы использовать схему на стабилитроне, в которой используется транзистор с последовательным проходом. Ниже показана простая схема, в которой транзистор используется в качестве эмиттерного повторителя.

Схема стабилитрона для простого регулируемого источника питания

При использовании этой схемы необходимо рассчитать ток, требуемый от датчика потенциала стабилитрона. Это ток эмиттера транзистора, деленный на коэффициент усиления.

При выборе напряжения стабилитрона следует помнить, что напряжение эмиттера будет ниже напряжения стабилитрона на величину напряжения база-эмиттер — 0.6 вольт для кремниевого транзистора.

Схема стабилитрона для защиты от перенапряжения

Другой вид схемы стабилитрона — это схема защиты от перенапряжения. Хотя источники питания обычно надежны, эффекты последовательного транзистора или полевого транзистора могут быть катастрофическими, если они выйдут из строя из-за короткого замыкания. В этом случае полное нерегулируемое напряжение будет подаваться на цепи с использованием регулируемой мощности. Это может уничтожить все микросхемы, на которые подается питание.

Одно из решений — использовать схему с ломом.Когда эта форма схемы обнаруживает ситуацию перенапряжения, она запускает SCR. Это быстро снижает выходное напряжение, и в показанном случае перегорает предохранитель, который отключает питание источника входного сигнала.

Цепь лома перенапряжения SCR

Схема работает путем срабатывания тринистора при обнаружении перенапряжения. Стабилитрон выбирается так, чтобы иметь напряжение выше нормального рабочего напряжения — достаточный запас, чтобы не срабатывать при нормальных рабочих условиях, но достаточно малый, чтобы позволить току течь быстро при обнаружении неисправности.

В нормальных условиях работы выходное напряжение ниже обратного напряжения стабилитрона, через него не протекает ток, а затвор тринистора не срабатывает.

Однако, если напряжение поднимается выше допустимого, стабилитрон начинает проводить, тиристор срабатывает и предохранитель перегорает.

Наконечники цепей

Стабилитрон — очень гибкий и полезный компонент схемы. Однако, как и в случае с любым другим электронным компонентом, есть несколько советов, которые позволяют сделать из стабилитрона наилучшее.Их количество приведено ниже.

Выберите правильное напряжение для лучшей стабильности: В приложениях, где требуется стабильность при изменении температуры, стабилитрон опорного напряжения следует выбирать так, чтобы он имел напряжение около 5,5 вольт. Ближайшее предпочтительное значение составляет 5,6 В, хотя 5,1 В — еще одно популярное значение, учитывая его близость к 5 В, требуемым для некоторых семейств логики. Там, где требуются разные уровни напряжения, можно использовать стабилитрон на 5,6 В, а окружающую электронику можно использовать для преобразования его в требуемое выходное значение.
Добавьте в цепь стабилитрона эмиттер или истоковый повторитель: Чтобы напряжение на стабилитроне было как можно более стабильным, ток, протекающий через стабилитрон, должен быть постоянным. Любые изменения тока, потребляемого нагрузкой, должны быть минимизированы, так как они изменят ток через стабилитрон и вызовут небольшие колебания напряжения. Изменения, вызванные нагрузкой, можно минимизировать, используя каскад эмиттерного повторителя для уменьшения тока, потребляемого от цепи стабилитрона, и, следовательно, наблюдаемых изменений.Это также имеет то преимущество, что можно использовать стабилитроны меньшего размера.
Привод с источником постоянного тока для лучшей стабильности: Еще один способ улучшить стабильность стабилитрона — использовать хороший источник постоянного тока. Простой резистор подходит для многих приложений, но более эффективный источник тока может обеспечить некоторые улучшения, поскольку ток может поддерживаться практически независимо от любых изменений в шине питания.
Обеспечьте достаточный ток для обратного пробоя: Необходимо убедиться, что через диод проходит достаточный ток, чтобы он оставался в режиме обратного пробоя.Для типичного устройства мощностью 400 мВт необходимо поддерживать ток около 5 мА. Для получения точных значений минимального тока следует обращаться к таблице данных для конкретного устройства и напряжения.
Убедитесь, что максимальные пределы тока для стабилитрона не превышены: Хотя необходимо обеспечить прохождение достаточного тока через стабилитрон, максимальные пределы не должны превышаться. Это может быть немного уравновешивающим действием в некоторых схемах, поскольку изменения тока нагрузки будут вызывать изменение тока стабилитрона.Следует проявлять осторожность, чтобы не превысить максимальный ток или максимальную рассеиваемую мощность (напряжение стабилитрона x ток стабилитрона). Если это кажется проблемой, можно использовать схему эмиттерного повторителя для буферизации стабилитрона и увеличения допустимого тока.

При максимальном использовании стабилитроны могут обеспечить очень высокий уровень производительности. Они часто превышают требуемую производительность, но ввиду простоты использования и низкой стоимости они представляют собой очень эффективный вариант использования.

Стабилитрон IV характеристика

ВАХ стабилитрона / опорного диода напряжения является ключом к его работе. В прямом направлении диод работает так же, как и любой другой, но в обратном направлении могут использоваться его конкретные рабочие параметры.

ВАХ стабилитрона

Объяснение основных характеристик стабилитронов

При просмотре технических характеристик стабилитрона необходимо включить несколько параметров.Каждый из них описывает отдельный элемент своей работы и требуется для обеспечения правильной работы в любой цепи.

Напряжение Vz: Напряжение стабилитрона или обратное напряжение диода часто обозначается буквами Vz. Напряжения доступны в широком диапазоне значений, часто следующих за диапазонами E24, хотя не все диоды подчиняются этому соглашению.
Обычно значения начинаются примерно с 2,4 В, хотя не все диапазоны достигают таких низких значений.Значения ниже этого недоступны. Диапазоны могут простираться где угодно в диапазоне от 47 В до 200 В, в зависимости от фактического диапазона стабилитрона. Максимальное напряжение для вариантов SMD часто составляет около 47 В.
Ток: Ток IZM стабилитрона — это максимальный ток, который может протекать через стабилитрон при его номинальном напряжении VZ.
Обычно для работы диода также требуется минимальный ток. Как правило, это может составлять от 5 до 10 мА для типичного устройства с выводами на 400 мВт.Ниже этого уровня тока диод не выходит из строя, чтобы поддерживать заявленное напряжение.
Сопротивление стабилитрона Rz: ВАХ стабилитрона не полностью вертикальна в области пробоя. Это означает, что при небольших изменениях тока будет небольшое изменение напряжения на диоде. Изменение напряжения для данного изменения тока — это сопротивление диода. Это значение сопротивления, часто называемое сопротивлением, обозначается Rz.
Сопротивление стабилитрона
Обратный показанный наклон называется динамическим сопротивлением диода, и этот параметр часто указывается в технических характеристиках производителей. Обычно крутизна не сильно меняется для разных уровней тока, при условии, что они составляют примерно от 0,1 до 1 номинального тока Izt.
Номинальная мощность: Все стабилитроны имеют номинальную мощность, которую нельзя превышать. Он определяет максимальную мощность, которая может рассеиваться корпусом, и представляет собой произведение напряжения на диоде, умноженного на ток, протекающий через него.
Например, многие устройства с небольшими выводами имеют рассеиваемую мощность 400 мВт при 20 ° C, но доступны более крупные варианты с гораздо более высокими уровнями рассеяния. Также доступны варианты для поверхностного монтажа, но, как правило, они имеют более низкие уровни рассеяния, учитывая размер корпуса и их способность отводить тепло.

Общие номинальные мощности для выводных устройств включают 400 мВт (наиболее часто), 500 мВт, 1 Вт, 5 Вт. Значения для устройств поверхностного монтажа могут составлять около 200, 350, 500 мВт, а иногда и до 1 Вт.
Допуск по напряжению: Если диоды промаркированы и отсортированы для соответствия диапазонам значений E12 или E24, типичные характеристики допусков для диодов составляют ± 5%. В некоторых таблицах данных напряжение может указываться как типичное, а затем указываться максимальное и минимальное значение.
Температурная стабильность: Для многих приложений важна температурная стабильность стабилитрона. Хорошо известно, что напряжение на диоде меняется в зависимости от температуры.Фактически, два механизма, которые используются для обеспечения пробоя в этих диодах, имеют противоположные температурные коэффициенты, и один эффект преобладает при напряжении ниже 5 В, а другой — выше. Соответственно, диоды с напряжением около 5 В обычно обеспечивают наилучшую температурную стабильность.
Температурная характеристика стабилитрона
Температура перехода: Для обеспечения надежности диода температура диодного перехода является ключевой. Несмотря на то, что корпус может быть достаточно холодным, активная область может быть намного горячее.В результате некоторые производители указывают рабочий диапазон для самого разветвления. Для нормальной конструкции обычно сохраняется приемлемый запас между максимальной ожидаемой температурой внутри оборудования и места соединения. Внутренняя температура оборудования снова будет выше, чем температура снаружи оборудования. Необходимо следить за тем, чтобы отдельные предметы не становились слишком горячими, несмотря на температуру окружающей среды за пределами оборудования.
Упаковка: Стабилитроны поставляются в различных корпусах.Основной выбор — между поверхностным монтажом и традиционными выводами. Однако выбранный пакет часто определяет уровень рассеивания тепла.

Глава 21. Стабилитроны . Введение в электронику

Стабилитроны | Основы электроакустики

Как проверить стабилитрон (диод Зенера) на напряжение стабилизации и работоспособность.

Стабилитроны

Стабилитрон и его применение

Напряжение — стабилизация — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Напряжение — стабилизация

BZT52-C10ST / R7 datasheet — Технические характеристики: Тип диода: ДИОД РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

| Обозначение цепи

BZX884S-B33YL Таблицы данных | Диоды — стабилитрон

Стабилитрон 5 В — 500 мВт — 3 шт. Купить по низкой цене в Индии

Глобальный размер рынка стабилитронов, доля, рост, анализ тенденций 2028 г.

Диод.Светодиод. Стабилитрон / Sudo Null IT News

Как подать заявку

Немного о других характеристиках

Чем еще можно заняться

Светодиод

Светодиодное приложение

Еще про светодиоды

Стабилитрон

Расчет стабилитрона

Все об электронике: стабилитрон

Основы стабилитрона

Символ стабилитрона

Теория и работа стабилитронов

Работа диода

Простая схема стабилитрона для регулятора напряжения

Схема стабилитрона для БП с последовательным транзистором

Схема стабилитрона для защиты от перенапряжения

Наконечники цепей

Стабилитрон IV характеристика

Объяснение основных характеристик стабилитронов

Оставить комментарийОтменить комментарий