Стабилитрон относится к одному из применяемых радиоэлектронных элементов. Каждый более-менее качественный блок питания содержит узел стабилизации напряжения, которое может изменяться при изменении сопротивления нагрузки либо при отклонении входного напряжения от номинального значения.
Стабилизация напряжения выполняется главным образом с целью обеспечения нормального режима работы остальных радиоэлементов устройства, например микросхем, транзисторов, микроконтроллеров и т.п.
Стабилитроны широко используются в маломощных блоках питания либо в отдельных его узлах, мощность которых редко превышает десятки ватт.
Главное преимущество стабилитронов – их малая стоимость и габариты, поэтому они до сих пор не могут вытисниться интегральными стабилизаторами напряжения типа LM7805 или 78L05 и т.п.
Стабилитрон очень похож на диод, поскольку его полупроводниковый кристалл помещен в аналогичный корпус.
Условное графическое обозначение стабилитрона на чертежах электрических схем также похоже на обозначение диода, только со стороны катода добавлена короткая горизонтальная черточка, направленная в сторону анода.
Принцип работы стабилитрона
Рассмотрим принцип работы стабилитрона на примере схемы его включения и вольт-амперной характеристике. Для выполнения своей основной функции стабилитрон VD соединяется последовательно с резистором Rб и вместе они подключаются к источнику входного нестабилизированного напряжения Uвх. Уже стабилизированное выходное напряжение Uвых снимается только с выводов 2, 3 VD. Поэтому нагрузка Rн подключается к соответствующим точкам 2 и 3. Как видно из схемы, VD и Rб образуют делитель напряжения. Только сопротивление стабилитрон имеет не постоянно значение и называется динамическим, поскольку зависит от величины электрического тока, протекающего через полупроводниковый прибор.
Величина напряжения Uвх, подаваемого на стабилитрон с резисторов должна быть выше на минимум на пару вольт выходного напряжения Uвых, в противном случае полупроводниковый прибор VD не откроется и не сможет выполнять свою основную функцию.
Допустим, в какой-то произвольный момент времени на выходах 1 и 3 значение Uвх начало возрастать. В схеме начнут протекать следующие процессы. С ростом напряжения согласно закону Ома начнет возрастать ток, назовем его входным током Iвх. С увеличением ток возрастет падение напряжения на резисторе Rб, а на VD она останется неизменным (это будет пояснено далее на характеристике), поэтому и Uвых останется на прежнем уровне. Следовательно, прирост входного напряжения упадет или погасится на резисторе Rб. Поэтому Rб называют гасящим или балластным.
Теперь, допустим, изменилась нагрузка, например, снизилось сопротивление Rн, соответственно возрастет и ток Iн. В этом случае снизится ток, протекающий стабилитрон Iст, а Iвх останется практически без изменений.
Схема фиксации уровня
Диодное ограничение
Ограничитель срезает вершину сигнала и делает ее плоской. Ограничение может быть односторонним и двусторонним. Так, схема на рис. 28.10 ограничивает только отрицательную полуволну напряжения. Падение напряжения на диоде при прямом включении будет создавать уровень отрицательного напряжения –0,6 В, показанный пунктиром. Обычно диоды считают идеальными и этим напряжением пренебрегают.
Чтобы получить ограничение напряжения на других уровнях, последовательно с диодом включают батарею. При этом диод может быть смещен в прямом (рис. 28.11(а)) или обратном (рис. 28.11(б)) направлении. В схеме на рис. 28.11(б) диод проводит ток только тогда, когда напряжение на его катоде равно или ниже –2 В. При этом выходное напряжение равно ЭДС батареи (если считать диод идеальным).
Рис. 28.10.
Рис. 28.11. Ограничение входного напряжения на уровне +2 В (а) и –2 В (б).
При напряжении выше -2 В диод смещен в обратном направлении, т. е. закрыт, и часть входного напряжения поступает на выход схемы.
Вот простой способ построения ограничителя с дополнительным смещением:
1. Проведите на графике входного напряжения линию, соответствующую величине ЭДС батареи.
2. Если ЭДС включена так, что смещает диод в прямом направлении, то большая часть входного сигнала будет ограничена, т. е. отсечена, и наоборот.
Схема на рис. 28.12 ограничивает положительную и отрицательную полуволны входного напряжения. На рис. 28.12(а) диод D1 ограничивает положительную полуволну, а диод D2 – отрицательную. В случае идеальных диодов выходное напряжение этой схемы всегда будет равно нулю. Однако если учесть падение напряжения на диоде (для кремниевого диода оно равно 0,6 В), то получите ограничение на уровнях +0,6 В и -0,6 В. Схема на рис. 28.12(б) тоже обеспечивает двустороннее ограничение и имеет дополнительное смещение. Диод D1 ограничивает положительную полуволну входного сигнала, на уровне +2 В, а диод D2 ограничивает отрицательную полуволну на уровне -4 В.
Рис. 28.12. Двустороннее ограничение.
Ограничение с помощью стабилитрона
Стабилитрон (или зенеровский диод) тоже можно использовать для ограничения сигнала (рис. 28.13). Стабилитрон Z2 в схеме (б) проводит ток только при положительной полуволне сигнала. Однако стабилитрон Z1 остается выключенным до тех пор, пока входное напряжение не превысит его напряжения пробоя (в данном случае 6 В), ограничивающего входное напряжение. В отрицательный полупериод стабилитрон Z1 всегда смещен в прямом направлении и проводит ток, но стабилитрон Z2 ограничивает входной сигнал на уровне -9 В.
Рис 28.14.Схемы ограничения на стабилитроне.
Схемы ограничения на транзисторе
Как уже говорилось в гл. 9, при перегрузке усилителя тоже возникает ограничение сигнала. Схема на рис. 28.14 вырабатывает практически прямоугольное напряжение. Транзистор не имеет напряжения смещения, поэтому при отсутствии напряжения на входе он закрыт. В течение положительного полупериода входного сигнала транзистор открыт (переход эмиттер-база смещен в прямом направлении) и при достаточной величине напряжения на входе входит в насыщение. При этом напряжение на выходе равно нулю. В течение отрицательного полупериода входного сигнала транзистор закрыт и напряжение на выходе равно +VСС.
Выходной сигнал представляет собой прямоугольные импульсы, и поэтому схема называется формирователем прямоугольных импульсов.
Рис. 28.14.1 Схема ограничения на транзисторе.
Триггер Шмитта
Очень распространенной схемой для формирования и ограничения импульсов является триггер Шмитта, изображенный на рис. 28.15. При отсутствии входного сигнала база T1 имеет нулевой потенциал, и транзистор закрыт. Транзистор T2 в это время находится в состоянии насыщения, поскольку на его базу подано положительное напряжение, определяемое делителем R
2
—R
4
—R
5
.
Выходное напряжение (коллектор T2) при этом практически равно нулю. Ток транзистора T2, протекающий через эмиттерный резистор
R
3, создает положительное напряжение на эмиттерах, которое смещает эмиттерный переход T1 в обратном направлении.
При увеличении входного напряжения в положительном направления транзистор T1 начинает проводить ток, когда напряжение на его базе превысит напряжение на эмиттере на +0,6 В. Когда это произойдет, транзистор T1 начинает пропускать ток, потенциал его коллектора понижается и это понижение передается на базу транзистора T2.
В результате токтранзистора T2 уменьшается, падает потенциал эмиттеров транзисторов T1 и T2 и транзистор T1 начинает пропускать еще больший ток и т. д.
Рис. 28.15. Схема триггера Шмитта.
Таким образом, транзистор T1 очень быстро достигает насыщения, а транзистор T2 — отсечки. Выходное напряжение при этом равно VCC.
Если теперь входное напряжение упадет до нуля, произойдет обратный процесс, в результате чего транзистор T1 закроется, а транзистор T2 придет в насыщение.
Эту схему называют еще схемой восстановления постоянной составляющей (ВПС). Схема фиксации уровня добавляет к сигналу переменного тока постоянную составляющую, не изменяя при этом формы входного сигнала.
Во многих случаях бывает важно сохранить уровень постоянной составляющей сигнала. Так, если схема имеет связь по переменному току, постоянная составляющая теряется, и ее потом приходится восстанавливать. Это случается, например, при дифференцировании импульсной последовательности или после прохождения видеосигнала через разделительный конденсатор. Фиксация уровня также используется для получения смещения класса С в транзисторах, например в генераторах (см. гл. 30). На рис. 28.16 изображена схема фиксатора.
Срез АВ (рис. 28.17) входного сигнала представляет собой отрицательный перепад напряжения величиной 10 В. Он состоит из высокочастотных составляющих и поэтому проходит через конденсатор, делая точку Х (.выход) отрицательной. При этом диод оказывается смещенным в прямом направлении и, если считать его идеальным, накоротко замыкает очку X на нулевой уровень. Конденсатор быстро заряжается через малое сопротивление прямо смещенного диода в отрицательном направлении (рис. 28.16(б)).
Рис. 28.16. Фиксация уровня постоянной составляющей, (а) Уровень фиксации 0 В.
(б) Выходной сигнал (точка X) изменяется от 0 до 10 В,
тогда как входной сигнал изменяется от -5 до +5 В.
Рис. 28.17. Сигнал на выходе схемы, изображенной на рис. 28.16, при постоянной времени: (а) очень большой, (б) сравнимой с периодом входного сигнала, (в) малой.
Этот заряд сохраняется до прихода фронта следующего импульса.
Фронт импульса CD представляет собой положительный перепад напряжения величиной 10 В. Он состоит из высокочастотных составляющих поэтому проходит через конденсатор, изменяя потенциал точки Х от 0 до +10 В (рис. 28.16(б).
Диод теперь смещен в обратном направлении (т. е. цепь разомкнута) падением напряжения 10 В на резисторе R.
Начинающий протекать ток пытается перезарядить конденсатор в противоположном направлении; при этом выходное напряжение начинает падать. Однако, если постоянная времени
RC
велика в сравнении с периодом входного сигнала, конденсатор не успеет потерять свой отрицательный заряд до прихода следующего среза входного импульса (рис. 28.17(а)).
При величине постоянной времени, сравнимой с периодом входного сигнала, выходной сигнал будет иметь форму, показанную на рис. 28.17(б). При малой постоянной времени схема превращается в дифференциатор (рис. 28.17(в)).
Чтобы получить большую величину постоянной времени, резистор R
можно удалить. При этом постоянная времени будет определяться как
С ·r
, где
r —
обратное сопротивление диода. Чтобы получить на выходе нулевой уровень фиксации при отрицательной полярности выходного сигнала, следует поменять полярность включения диода (рис. 28.18). Обратите внимание, что постоянная составляющая входного сигнала блокируется конденсатором и не влияет на величину выходного сигнала.
Рис. 28.18. Фиксация выходного сигнала на нулевом уровне при его отрицательной полярности.
Чтобы нарисовать график выходного сигнала, нужно сначала нарисовать входной сигнал и затем провести линию нулевого уровня. Если Диод включен таким образом, что ограничивает положительные отклонения сигнала, то весь выходной сигнал будет расположен ниже нулевого уровня, и наоборот.
Схемы фиксации можно применять не только для сигналов прямоугольнойформы. На рис. 28.19 показана схема фиксации синусоидального сигнала.
Для фиксации сигнала на уровнях, отличных от нулевого, последовательно с диодом включается источник ЭДС, который смещает диод в прямом (рис. 28.20(а)) или обратном (рис. 28.20(б)) направлении. На схеме рис. 28.20(б) на диод подано обратное смещение +5 В, в результате чего выходной сигнал не может иметь значение, большее +5 В. Поскольку схема фиксации не изменяет размах входного сигнала, то выходной сигнал изменяется от +5 В до -15 В при общем размахе 20 В.
Рис. 28.19. Фиксация уровня синусоидального сигнала.
Рис. 28.20. Фиксация сигнала на уровне -5 В (а) и +5 В (б).
В этом видео рассказывается о диодном ограничении:
Добавить комментарий
JComments
Вольт-амперная характеристика стабилитрона
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) стабилитрона аналогично ВАХ диода и имеет две ветви: прямую и обратную. Прямая ветвь является рабочей для диода, а обратная ветвь характеризует работу стабилитрона, поэтому он включается в электрическую цепь в обратном направлении (катодом к плюсу, а анодом к минусу) по сравнению с диодом. Поэтому стабилитрон называю опорным диодом, а источник питания с данным полупроводниковым элементом называют опорным источником напряжения. Такой терминологий будем пользоваться и мы.
На обратной ветви вольт-амперной характеристик опорного диода выделим две характерные точки 1 и 3. Точка 1 отвечает минимальному значению тока стабилизации, который находится в пределах единиц миллиампер. Если ток, протекающий через стабилитрон, будет ниже точки 1, то он не сможет выполнять свои функции (не откроется). В случае превышения тока выше точки 3 опорный диод перегреется и выйдет из строя. Поэтому оптимальной точкой в большинстве случае будет точка посредине обратной ветви ВАХ, то есть точка 2. Тогда при изменении тока в широких пределах (смотрите ось Y) точка 2 будет изменять свое положение, перемещаясь вверх или вниз по обратной ветви, а напряжение будет изменяться незначительно (смотрите ось X).
Параллельный параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне
Полупроводниковый стабилитрон — (другое название – диод Зенера) предназначен для стабилизации постоянного напряжения источников питания. В простейшей схеме линейного параметрического стабилизатора он выступает одновременно и источником опорного напряжения, и силовым регулирующим элементом. В более сложных схемах ему отводится только роль источника опорного напряжения.
Один из внешних видов и обозначение стабилитрона:
Как работает стабилитрон
Напряжение на стабилитрон (в отличие от диода) подают в обратной полярности (анод соединяют с минусом а катод с плюсом источника питания – Uобр). При таком включении через стабилитрон течет обратный ток – Iобр. При увеличении напряжения обратный ток растет очень медленно (на схеме, почти параллельно оси Uобр), но при некотором напряжении Uобр переход стабилитрона пробивается (но разрушение стабилитрона в этот момент не происходит) и через него начинает идти обратный ток значительно большего значения. В этот момент вольтамперная характеристика стабилитрона (ВАХ) резко идет вниз (почти параллельно оси Iобр) – наступает режим стабилизации, основные параметры которого – напряжение стабилизации минимальное (Uст min) и ток стабилизации минимальный (Iст min). При дальнейшем увеличении Uобр ВАХ стабилитрона опять меняет свое направление – заканчивается режим стабилизации, основные параметры которого – напряжение стабилизации максимальное (Uст max) и ток стабилизации максимальный (Iст max). С этого момента стабилитрон теряет свои свойства, начинает разогреваться, что может привести к тепловому пробою перехода стабилитрона и соответственно к его выходу из строя.
Режим стабилизации стабилитрона может быть в широких пределах, поэтому в документации на стабилитроны указывают допустимые минимальные и максимальные значения токов (Iст min и Iст max) и напряжений стабилизации (Uст min и Uст max). Внутри этих диапазонов лежат выбранные производителем номинальные значения – Iст и Uст. Номинальный ток стабилизации обычно устанавливается производителями на уровне 25%-35% от максимального, а номинальное значение напряжения стабилизации как среднее от максимального и минимального.
Для примера можно воспользоваться программой “TBFEdit” – справочник по радиодеталям“ и воочию посмотреть какие характеристики приводятся в справочниках по стабилитронам:
К примеру стабилитрон Д814Г: — номинальный ток стабилизации (Iст)= 5 мА; – номинальное напряжение стабилизации (Uст)= (от 10 до 12 вольт)= 11 вольт; – максимальный ток стабилизации (Iст max)= 29 мА. Эти данные нам будут необходимы при расчетах простейшего стабилизатора напряжения.
Если вы не смогли найти нужный наш родной, советский, стабилитрон, то можно используя, к примеру программу, Color And Code, подобрать по нужным параметрам буржуйский аналог:
Как видите, стабилитрон Д814Г легко можно заменить аналогом – BZX55C11 (у которого характеристики даже немного получше)
Ну а теперь рассмотрим параллельный параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне.
Параллельный параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне применяется в слаботочных устройствах (несколько миллиампер) и представляет собой делитель напряжения (на резисторе R – балластный резистор и стабилитроне VD – который выполняет роль второго резистора) на вход которого подается нестабильное напряжение а выходное напряжение снимается с нижнего плеча делителя. При повышении (понижении) входного напряжения внутреннее сопротивление стабилитрона уменьшается (увеличивается), что позволяет удерживать выходное напряжение на заданном уровне. На балластном резисторе падает разница между входным напряжением питания и напряжением стабилизации стабилитрона.
Рассмотрим схему данного (самого простейшего) стабилизатора напряжения:
Как рассчитать параметры такого стабилизатора. Первое и самое главное, что нужно запомнить:
Для нормальной работы схемы ток через стабилитрон должен в несколько раз (3-10 раз) превышать ток в стабилизируемой нагрузке. Практически, так-как номинальный ток стабилизации стабилитрона в несколько раз меньше максимального, то допускается при расчетах считать, что ток нагрузки не должен превышать номинального тока стабилизации. К примеру: ток потребляемый нагрузкой составляет 10 мА, значит нам необходимо подобрать такой стабилитрон, чтобы его номинальный ток стабилизации не был меньше 10 мА (лучше конечно, если он будет больше).
Расчет параллельного параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне
Дано: Uвх – входное напряжение = 15 вольт Uвых – выходное напряжение (напряжение стабилизации) = 11 вольт
Расчет: 1. По справочнику, приведенному выше, определяем, что для наших целей подходит стабилитрон Д814Г: Uст (10-12в)= 11 вольт Iст max= 29 мА Iст номинальный = 5 мА Исходя из сказанного выше, определяемся, что ток нагрузки не должен превышать Iст номинального – 5 мА 2. Определяем напряжение падения на балластном резисторе (R) как разность входного и выходного стабилизированного напряжения: Uпад=Uвх – Uвых=15-11= 4 вольта 3. Используя закон Ома, определяем номинал балластного сопротивления R, деля напряжение падения Uпад на Iст стабилитрона: R= Uпад/Iст= 4/0,005= 800 Ом Так как резисторов номиналом 800 Ом нет, берем ближайший больший номинал – R=1000 Ом= 1 кОм 4. Определяем мощность балластного резистора R: Pрез= Uпад*Iст= 4*0,005= 0,02 ватта Так как через резистор протекает не только ток стабилизации стабилитрона но и ток потребляемый нагрузкой, то полученное значение увеличиваем минимум в 2 раза: Pрез= 0,004*2= 0,008 ват, что соответствует ближайшему номиналу = 0,125 ватт.
Что делать если вы не нашли стабилитрон с нужным напряжением стабилизации. В этом случае можно применить последовательное соединение стабилитронов. К примеру, если мы соединим последовательно два стабилитрона Д814Г, то напряжение стабилизации составит 22 вольта (11+11). Если соединим Д814Г и Д810 то получим напряжение стабилизации 20 вольт (11+10). Допускается любое число последовательного соединения стабилитронов одной серии (как в примере – Д8**). Последовательное соединение стабилитронов разной серии допускается только в том случае, если рабочие токи последовательной цепочки укладываются в паспортные диапазоны токов стабилизации каждой использованной серии.
Что делать, если в приведеном выше примере, ток нагрузки составляет к примеру не 5 а 25 мА? Можно конечно все так и оставить, так как максимальный ток стабилизации (Iст max) Д814Г равен 29 мА, единственное придется пересчитать мощность балластного резистора. Но в этом случае стабилитрон будет работать на пределе своих возможностей и у вас не будет никаких гарантий, что он не выйдет из строя. А что делать если ток нагрузки составляет, к примеру, 50 мА?
Встречное, параллельное, последовательное соединение стабилитронов
Для повышения напряжения стабилизации можно последовательно соединять два и более стабилитрона. Например на нагрузке нужно получить 17 В, тогда, в случае отсутствия нужного номинала, применяют опорные диоды на 5,1 В и на 12 В.
Параллельное соединение применяется с целью повышения тока и мощности.
Также стабилитроны находят применение для стабилизации переменного напряжения. В этом случае они соединяются последовательно и встречно.
В один полупериод переменного напряжения работает один стабилитрон, а второй работает как обычный диод. Во второй полупериод полупроводниковые элементы выполняют противоположные функции. Однако в таком случае форма выходного напряжения будет отличается от входного и выглядит как трапеция. За счет того, что опорный диод будет отсекать напряжение, превышающее уровень стабилизации, верхушки синусоиды будут срезаться.
Подведем итоги:
- Стабилитроны предназначен для работы в режиме обратного смещения, обеспечивая относительно низкий, стабильный уровень пробоя, то есть напряжение стабилизации, при котором они начинают проводить значительный обратный ток.
- Стабилитрон может работать в качестве стабилизатора напряжения, действуя в качестве вспомогательной нагрузки, потребляющей больший ток от источник, если его напряжение слишком большое, или меньший ток, если напряжение слишком низкое.
Оригинал статьи:
- Zener Diodes
Маркировка стабилитронов
Маркировка наносится на корпус стабилитрона в виде цифр и букв (или буквы). Различают принципиально два разных типа маркировки. Стабилитрон в стеклянном корпусе имеет привычную для нас маркировку, непосредственно обозначающую номинальное напряжение стабилизации. Цифры могут быть разделены буквой V, выполняющую роль десятичной точки. Например, 5V1 означает 5,1 В.
Менее понятный способ маркировки состоит из четырех цифр и буквы в конце. Если вы не опытный радиолюбитель, то без даташита никак не обойтись. Для примера расшифруем параметры опорного диода серии 1N5349B. Больше всего нас интересует первый столбец, в котором приведено номинальное напряжение 12 В. Второй столбец – номинальное значения ток – 100 мА.
Катод стабилитрона любого типа обозначается кольцом черного или синего цвета, которое наносится на корпус со стороны соответствующего вывода.
Работа схемы стабилизатора
Электрические устройства, которые не чувствительны небольшим перепадам напряжения питания могут обойтись обычным блоком питания. А более капризные приборы уже не смогут работать без стабильного питания, и могут попросту сгореть. Поэтому есть необходимость во вспомогательной схеме выравнивания напряжения на выходе.
Рассмотрим схему работы простого стабилизатора, выравнивающего постоянное напряжение, на транзисторе и стабилитроне, который играет роль основного элемента, определяет, выравнивает напряжение на выходе блока питания.
Перейдем к конкретному рассмотрению электрической схемы обычного стабилизатора для выравнивания постоянного напряжения.
- Имеется трансформатор для понижения напряжения с переменным напряжением на выходе 12 В.
- Такое напряжение поступает на вход схемы, а конкретнее, на диодный выпрямительный мост, а также фильтр, выполненный на конденсаторе.
- Выпрямитель, выполненный на основе диодного моста, преобразует переменный ток в постоянный, однако получается скачкообразная величина напряжения.
- Полупроводниковые диоды должны работать на наибольшей силе тока с резервом 25%. Такой ток может создавать блок питания.
- Обратное напряжение не должно снижаться меньше, чем выходное напряжение.
- Конденсатор, играющий роль своеобразного фильтра, выравнивает эти перепады питания, преобразуя форму напряжения в практически идеальную форму графика. Емкость конденсатора должна находиться в пределах 1-10 тысяч мкФ. Напряжение должно быть тоже выше входной величины.
Нельзя забывать о следующем эффекте, что после электролитического конденсатора (фильтра) и диодного выпрямительного моста переменное напряжение повышается на величину около 18%. А значит, что в результате получается не 12 В на выходе, а около 14,5 В.
Маркировка SMD стабилитронов
Наибольшее распространение получили опорные диоды в стеклянном корпусе и в пластмассовом корпусе с тремя выводами. Маркировка SMD стабилитрона в стеклянном корпусе состоит из цветного кольца, цвет которого обозначает параметры данного полупроводникового прибора.
Если вам встретился SMD стабилитрон с тремя выводами, то следует знать, что один вывод – это «пустышка», то есть он не задействован и применяется лишь для надежной фиксации элемента на печатной плате после пайки. Анод и катод такого экземпляра проще всего определить с помощью мультиметра.
Мощность рассеивания стабилитрона
Мощность рассеивания стабилитрона Pст характеризует его способность не перегреваться выше определенной температуры на протяжении длительного времени. Чем выше значение Pст, тем больше тепла способен рассеять полупроводниковый прибор. Мощность рассеивания рассчитывается для самых неблагоприятных условий работы прибора, поэтому в ниже приведенную формулу подставляют максимально возможное в работе Uвх и наименьшие значения Rб и Iн:
Существует ряд стандартных номиналом по данному параметру: 0,3 Вт, 0,5 Вт, 1,3 Вт, 5 Вт и т.п. Чем больше Pст, тем больше габариты полупроводникового прибора.
Как проверить стабилитрон
Проверить стабилитрон на предмет исправности довольно просто и быстро можно с помощью простейшего мультиметра. Для этого мультиметр следует перевести в режим «прозвонка», как правило, обозначенный знаком диода. Затем, если положительным щупом мультиметра прикоснуться анода, а отрицательным – катода, то на дисплее измерительного прибора мы увидим некоторое значение падения напряжения на pn-переходе. Поскольку к полупроводниковому прибору приложено прямое напряжение (смотрите прямую ветвь вольт-амперной характеристики), то опорный диод откроется.
Теперь, если щупы мультиметра поменять местами, тем самым приложить к выводам полупроводникового прибора обратное напряжение (смотрите обратную ветвь ВАХ), то он окажется заперт и не будет проводить ток. На дисплее измерительного прибора отобразится единица, обозначающая бесконечно высокое сопротивление.
Если в обеих случаях мультиметр покажет единицу или будет звенеть, то стабилитрон непригоден.
Параметрический стабилизатор
Основная схема включения стабилитрона, которая является схемой параметрического стабилизатора
, а также источником опорного напряжения в стабилизаторах других типов приведена ниже.
Схема включения стабилитрона
Данная схема представляет собой делитель напряжения, состоящий из балластного резистора R1 и стабилитрона VD
, параллельно которому включено сопротивление нагрузки RН. Такой стабилизатор напряжения обеспечивает стабилизацию выходного напряжения при изменении напряжения питания UП и тока нагрузки IН.
Рассмотрим принцип работы
данной схемы. Увеличении напряжения на входе стабилизатора приводит к увеличению тока который проходит через резистор R1 и стабилитрон VD. За счёт своей вольт-амперной характеристики напряжение на стабилитроне VD практически не изменится, а соответственно напряжение на сопротивлении нагрузки Rн тоже. Таким образом практически всё изменение напряжение будет приложено к резистору R1. Таким образом достаточно легко подсчитать необходимые параметры схемы.
