Stabilitron - dette er hva det er og hva er det for?

Zener-dioden er en halvlederdiode medunike egenskaper. Hvis en konvensjonell halvleder er en isolator når den slås på igjen, utfører den denne funksjonen til en viss økning i den påførte spenningen er gjort, hvorpå en lavine-lignende reversibel sammenbrudd oppstår. Med ytterligere økning av returstrømmen som strømmer gjennom zenerdioden, fortsetter spenningen å forbli konstant på grunn av en proporsjonal reduksjon i motstanden. På denne måten er det mulig å oppnå et stabiliseringsregime.

I lukket tilstand via en zener diode, førstdet er en liten lekkasjestrøm. Elementet oppfører seg som en motstand hvis motstandsevne er stor. I sammenbrudd blir motstanden til zener-dioden ubetydelig. Hvis vi fortsetter å øke spenningen ved inngangen, begynner elementet å varme opp, og hvis strømmen overstiger tillatt verdi, oppstår en irreversibel termisk nedbryting. Hvis saken ikke blir brakt til ham, når spenningen endres fra null til arbeidsområdets øvre grense, forblir egenskapene til zenerdioden.

Når zenerdioden er slått på direkte,Egenskapene adskiller seg ikke fra dioden. Når plusset er koblet til p-regionen og minus til n-regionen, er motstanden for overgangen liten og strømmen flyter fritt gjennom den. Det øker med økende inngangsspenning.

Zener dioden er en spesiell diode tilkoblethovedsakelig i motsatt retning. Elementet er først lukket. I tilfelle en elektrisk sammenbrudd opprettholder en spenningszener-diode den konstant over et stort strømområde.

Anoden er matet en minus, og katoden - pluss. Utenfor stabiliseringen (under punkt 2) oppstår overoppheting og sannsynligheten for at et element sviktes, økes.

kjennetegn

Zener diode parametrene er som følger:

• U_Artikkel - Stabiliseringsspenning ved nominell strøm I_Artikkel;
• jeg_{Artikkel min} - Minimumstrømmen ved begynnelsen av elektrisk sammenbrudd;
• jeg_{Artikkel max} - maksimal tillatt strøm;
• ТКН - temperaturkoeffisient.

I motsetning til en konvensjonell diode er en zener diodehalvlederanordning, som på strømspenningsegenskapen i regionen med elektrisk og termisk sammenbrudd er tilstrekkelig langt fra hverandre.

Med maksimal tillatt strøm, er en parameter ofte forbundet, ofte angitt i tabellene - strømfordelingen:

P_max = I_{Artikkel max}∙ U_Artikkel.

Avhengighet av zener diode på temperaturkan enten være med positiv TKN eller negativ. Ved seriekobling av elementer med forskjellige koeffisienter, opprettes nøyaktige zener-dioder, uavhengig av oppvarming eller avkjøling.

Inkluderingsordninger

En typisk enkel stabilisatorkrets består av en ballastmotstand R_b og en zener diode, shunting lasten.

I noen tilfeller er det et brudd på stabilisering.

1. Feeding til stabilisatoren av høyspenning fraStrømforsyning i nærvær av en filterkondensator ved utgangen. Nåværende spikes når du lader det, kan det føre til feil i en zener diode eller motstand R_b.
2. Last frakobling. Når maksimal spenning påføres inngangen, kan strømmen av zenerdioden overstige den tillatte verdien, noe som vil føre til oppvarming og ødeleggelse. Det er viktig å holde passområdet trygt.
3. Motstand R_b er valgt liten, slik at ved den lavest mulige verdi av matespenningen og den maksimalt tillatte belastningsstrømmen til zenerdioden er i arbeidsreguleringssone.

Tyristorbeskyttelseskretser eller sikringer brukes til å beskytte stabilisatoren.

Motstand R_b beregnet ved formelen:

R_b = (U_Pete - U_Mr. ) (I_Artikkel + I_n).

Zener diode strømmen I_Artikkel velges mellom de tillatte maksimums- og minimumsverdiene, avhengig av spenningen ved inngangen U_Pete og last nåværende jeg_n.

Zener diode utvalg

Elementer har et bredt spekter i stabiliseringsspenningen. For å få den eksakte verdien av U_n, zener dioder er valgt fra ett parti. Det finnes typer med et smalere utvalg av parametere. Ved høy spenningsevne er elementene montert på radiatorene.

For beregning av zenerdiodeparametrene er det nødvendig med de opprinnelige dataene, for eksempel følgende:

• U_Pete = 12-15 V - inngangsspenning;
• U_Artikkel = 9 V - stabilisert spenning;
• R_n = 50-100 mA - lasten.

Parametrene er typiske for enheter med lavt strømforbruk.

For en minimumsinngangsspenning på 12 V, er strømmen på lasten valgt med maksimalt 100 mA. Ved Ohms lov kan man finne totalbelastningen av kjeden:

R_Σ = 12 V / 0,1 A = 120 Ohm.

På zenerdioden er spenningsfallet 9 V. For en strøm på 0,1 A er ekvivalentbelastningen:

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

Nå kan du bestemme ballastmotstanden:

R_b = 120 ohm - 90 ohm = 30 ohm.

Den er valgt fra standardserien, hvor verdien faller sammen med den beregnede verdien.

Maksimal strøm gjennom zenerdioden bestemmes med hensyn til belastningsavbrudd, slik at den ikke svikter i tilfelle noen ledning forsvinner. Spenningsfallet over motstanden er:

U_R = 15 - 9 = 6 V.

Da er strømmen gjennom motstanden bestemt:

jeg_R = 6/30 = 0,2 A.

Siden zener dioden er koblet til den i serie, jeg_c = I_R = 0,2 A.

Strømfordelingen vil være P = 0,2 ∙ 9 = 1,8 W.

I henhold til de oppnådde parametere velges en egnet Zener diode D815B.

Symmetrisk zener diode

Den symmetriske diode-tyristoren ervekselstrømbryterenhet. En funksjon av arbeidet hans er spenningsfallet til flere volt når det slås på i området 30-50 V. Det kan erstattes av to motforbundne konvensjonelle zener-dioder. Enheter brukes som bytteelementer.

Analog av en zener diode

Når du ikke finner riktig element,bruk en analog zener diode på transistorer. Deres fordel er muligheten for spenningsregulering. For dette kan DC-forsterkere med flere trinn brukes.

Ved inngangen, en spenningsdelertrimmer R1. Hvis inngangsspenningen øker, øker den også på grunnlag av transistoren VT1. Dette øker strømmen gjennom transistoren VT2, som kompenserer for spenningsøkningen, og opprettholder dermed stabil utgang.

Merking av zener dioder

Tilgjengelig er glass zener dioder og zener dioder i plast tilfeller. I det første tilfellet plasseres 2 sifre på dem, mellom hvilke bokstav V er plassert. Innskriften 9V1 betyr at U_Artikkel = 9,1 V.

På plastkassen deklareres påskriftene ved hjelp av datablad, hvor du også kan finne ut andre parametere.

Den mørke ringen på kroppen betegner katoden, som plussen er koblet til.

konklusjon

Zener-dioden er en diode med spesielle egenskaper. Fordelen med zenerdioder er et høyt nivå av spenningsstabilisering for et bredt spekter av driftsstrømvariasjon, samt enkle tilkoblingssystemer. For å stabilisere lavspenningsenhetene dreies i fremoverretningen, og de begynner å fungere som vanlige dioder.