Твърдотелните диоди имат много "професии". Той може изправяпрежението,зделя електрическите вериги, предпазва оборудването от неправилно захранване. Но има и не толкова нормален вид "работа" диода, когато неговото свойство за еднопосочна проводимост се използва много непряко. Полупроводниково устройство, за което нормалният режимбота е обратното отклонение, серича стабилизатор.
Съдържание
Какво представлява ценеровият диод, къде се използва икви видове съществуват
Стабилитронът или диодът Ценер (по името американския учен, който пръв е изследвал и описал свойствата това полупроводниково устройство) е обикновен диод с p-n преход. Той серактеризира сботата си в областта отрицателното отклонение, т.е. когато се прилагапрежение с обратна полярност.къв диод се използвато автономен регулатор, който поддържапрежението консуматора постоянно, независимо от промените в тока товара и колебанията входнотопрежение. Стабилизираните диодни блокове се използват ито източници референтнопрежение за други стабилизатори с усъвършенствани схеми. По-рядко обратният диод се използвато елемент за формиране импулси илито потискател пренапрежение.
Съществуват конвенционални стабилизатори и двойноквадратни регулатори. Двойноквадратният стабилитрон представлява два диода,зположени в противоположни посоки в един и същи корпус. Той може бъде заменен с две отделни устройства в подходяща схема.
Волт-ампернирактеристики стабилитрона икботи
За сезберекботи един стабилизатор, е необходимо се проучи неговата типична волт-ампернарактеристика (VAC).
Ако ценеровият диод се захранва в права посокато обикновен диод, той ще се държито обикновен диод. При около 0,6 V (за силициево устройство) той ще се отвори и ще влезе в линейния участък CVC. Във връзка с темата статията е по-интересно се видик се държи стабилизиращият диод, когато се прилагапрежение с обратна полярност (отрицателната странарактеристиката). Първоначално съпротивлението му ще се увеличи рязко и устройството ще спре пропуска ток. Но когатопрежението достигне определена стойност, ще има рязко увеличение тока,речено пробив. Тя имавинообразенрактер и изчезва, когато захранването бъде отстранено. Ако обратнотопрежение продължи се увеличава, p-n преходът ще започне сегрява и ще премине в режим термичен пробив. Термичният пробив е необратим и означава, че диодът ще се повреди, затова не трябва поставяте диода в този режим.
Интересен е участъкътвинообразен пробив полупроводниковото устройство. Формата му е близка до линейната и има голяма стръмност. Това означава, че при голяма промяна тока (ΔI) промяната вдапрежение върху стабилизатора е относителнолка (ΔU). А това е стабилизация.
Това поведение при подаване обратнопрежение ерактерно за всеки диод. Но особеността стабилизиращия диод е, че неговитераметри в тозиздел ССВ нормализирани.прежението стабилизация иклонът мудени (с известназлика) ижнираметри, които определят пригодността устройството за използване вдена верига. Те могат бъдатмерени в справочниците. Обикновените диоди могат се използват ито стабилизиращи диоди - акоправите снимка тяхната крива мощността имерите сред тяхкъв с подходящарактеристика. Но това е дълъг и продължителен процес с негарантиран резултат.
Основнитерактеристики стабилизиращия диод
За изберете ценеров диод за съответното приложение, трябва се съобразите с няколкожнираметъра. Тезирактеристики ще определят пригодността избраното устройство за съответното приложение.
Номиналнопрежение стабилизация
Първиятраметър ценера, който трябва се вземе под внимание при избора, е стабилизиращотопрежение, което се определя отчалната точкавинообразния пробив. Това е отправната точка за избор устройство, което се използва вдена схема.зличните екземпляри обикновен ценер, дори от един и същи тип, имат отклонение впрежението от няколко процента, докато при прецизнитезликата е по-малка. Ако номиналнотопрежение не е известно, то може се определи чрез сглобяване проста схема. Подгответе се:
- Баластен резистор от 1...3 kΩ;
- Регулируем източникпрежение;
- Волтметър (може се използва тестер).
Напрежението захранването трябва се повиши от нула и с волтметър се проверирастванетопрежението върху регулатора. В определен момент той ще спре, въпреки по-нататъшното увеличаване входнотопрежение. Това е действителното стабилизиращопрежение. Ако няма регулиран източник, може се използва захранване с постоянно изходнопрежение, за което се знае, че е по-високо от U-стабилизацията. Схемата и принципът измерване остават същите. Съществува обаче риск от повреда полупроводниковото устройство поради прекомеренботен ток.
Стабилизаторите се използват запрежения от 2...3V до 200V. За формиране стабилнопрежение под този диапазон се използват други устройства - стабилитрони,ботещи прав участък от ХСВ.
Диапазонботния ток
Диапазонът токовете, при които регулаторите изпълняват функциите си, е ограничен отгоре и отдолу. В долната сист тя е ограничена дочалото линейния сегмент обратната странарактеристичната крива. При по-ниски токоверактеристиката не осигурява постоянствопрежението.
Горната стойност е ограничена отксималнатазсейвана мощност, която е способно полупроводниковото устройство, и зависи от неговата конструкция. Стабилитроните в метални корпуси предназначени за по-големи токове, но не забравяйте използванетодиатори. Без тяхй-високата допустимазсейвана мощност ще бъде значително по-ниска.
Диференциално съпротивление
Друграметър, който определяботата регулатора, е диференциалното съпротивление, Rc. Тя се определято отношение промянатапрежението ΔU към произтичащата от това промяна тока ΔI. Това е стойност съпротивлението, измерена в омове. Графично това енгенсътклонарактеристиката. Очевидно е, че колкото по-ниско е съпротивлението, толкова по-добро ечеството стабилизацията. За идеален (несъществуващ практика) стабилизатор Rst е нула - всяко увеличение тока няма доведе до промянапрежението и отсечката кривата ще бъде успоредна ординатната ос.
Етикетиране стабилизатори
Местните и вносните стабилизиращи диоди с металнапсула етикетирани просто и ясно. Теркирани с името устройството и местоположението анода итода под формата схематично обозначение.
Устройствата в пластмасови корпусиркирани с пръстени и точки взлични цветове откъмтодната и анодната страна. Цветът и комбинацията от знаци могат се използват за определяне вида уреда, но е необходимо сеправи справка в справочници или се използват програми за изчисляване. И двете могат бъдатмерени в интернет.
Понякога стабилизиращитепрежения се отпечатват върху стабилизиращи диоди с ниска консумация енергия.
Схеми окабеляване стабилизатора
Основната схема за превключване регулатор е последователно с резисторкойто задава тока през полупроводниковото устройство и поема излишнотопрежение. Двата елемента съставляват общзделител. При промяна входнотопрежениедът върху регулатора остава постоянен, а този върху резистора се променя.
Такава схема може се използвамостоятелно и серичараметричен регулатор. Той поддържапрежението товара постоянно въпреки колебанията входнотопрежение или консумирания ток (в определени граници). Той се използва ито спомагателна верига, когато е необходим източник референтнопрежение.
Той се използва и за защита чувствително оборудване (сензори и др.) срещу необичайно възникване високипрежения (постоянни или произволни импулси) в захранващата или измервателната линия. Всичко, което ед стабилизиращотопрежение полупроводниковото устройство, се "изключва".кава схема серича "бариера Ценер".
В миналото свойството Ценероватариера "отрязва" върховетепрежението е било широко използвано в схемите за формиране импулси. Във веригите за променлив ток се използват двуканални устройства.
Но сзвитието транзисторната технология и появата интегралните схеми този принцип рядко се използва.
Ако незполагате с регулатор правилнотопрежение, той може бъде съставен от двепрежения. Общото стабилизиращопрежение ще бъдевно сумата от дветепрежения.
Важно! Стабилизаторите не трябва се свързватралелно, за се увеличиботният ток! Промянатарактеристикитепрежение-напрежение ще доведе до термичен пробив единия стабилитрон, след което вторият ще се откаже поради прекомерен токтоварване.
Въпреки че техническата документация от съветско време позволява паралеленралелна връзка В съветско време езрешено се свързватралелно нули, но с уговорката, че устройствата трябва от един и същи тип и че общата действителназсейвана мощност по времебота не трябвадвишава допустимата за един стабилитрон. С други думи, при това условие не може се постигне увеличаванеботния ток.
За увеличаване допустимия токтоварване се използвазлична схема.раметричният регулатор се допълва от транзистор, за се създаде емитерен повторител с товар в емитерната верига и стабилна напрежениезата транзистора.
В този случай изходнотопрежение регулатора ще бъде по-ниско от U-стабилизацията със стойносттадапрежение емитерния преход - за силициев транзистор около 0,6 V. За се компенсира товамаление, може се свърже диод последователно със стабилизатора в права посока.
По тозичин (чрез включването един или повече диоди) изходнотопрежение регулатора може се регулирагоре влки граници. Ако е необходимодикално по-високо Uv, по-добре е включите още един диод последователно.
Обхватът приложение стабилитрона в електронните схеми е широк. При съзнателен подход към избора това полупроводниково устройство ще помогне за решаването много задачи, поставени пред дизайнера.
Свързани статии:
