Stabilitrone - pentru ce este și pentru ce este?

Dioda Zener este o diodă semiconductor cu proprietăți unice. Dacă un semiconductor convențional este un izolator atunci când acesta este pornit din nou, acesta efectuează această funcție până la o anumită creștere a tensiunii aplicate, după care are loc o defecțiune reversibilă asemănătoare avalanșei. Cu o creștere suplimentară a curentului de retur care curge prin dioda zener, tensiunea continuă să rămână constantă datorită unei scăderi proporționale a rezistenței. În acest fel, este posibil să se realizeze un regim de stabilizare.

În starea închisă, un curent mic de scurgere trece mai întâi prin dioda zener. Elementul se comportă ca un rezistor a cărui magnitudine de rezistență este mare. În defalcare, rezistența diodei zener devine nesemnificativă. Dacă continuăm să mărim tensiunea la intrare, elementul începe să se încălzească și dacă curentul depășește valoarea admisă, apare o defecțiune termică ireversibilă. Dacă problema nu este adusă la el, atunci când tensiunea se modifică de la zero la limita superioară a zonei de lucru, proprietățile diodei zener rămân.

Când dioda Zener este pornită direct, caracteristicile nu diferă de dioda. Când plusul este conectat la regiunea p și la minus la regiunea n, rezistența tranziției este mică și curentul curge liber prin ea. Se mărește odată cu creșterea tensiunii de intrare.

Stabilitron este o diodă specială, conectată în cea mai mare parte în direcția opusă. Elementul este închis pentru prima dată. În cazul unei defecțiuni electrice, o diodă zener de tensiune o menține constantă pe o gamă largă de curent.

Anodul este alimentat cu un minus, iar catodul - plus. În afara stabilizării (sub punctul 2), apare supraîncălzirea și crește probabilitatea ca un element să se defecteze.

caracteristicile

Parametrii diodei zener sunt după cum urmează:

• U_articol - Tensiunea de stabilizare la curentul nominal I_articol;
• eu_{articol min} - curentul minim de pornire a defecțiunii electrice;
• eu_{articol max} - curent maxim admisibil;
• ТКН - coeficient de temperatură.

Spre deosebire de o diodă convențională, o diodă zener este un dispozitiv semiconductor, în care, pe caracteristica de tensiune curentă, regiunile de defectare electrică și termică sunt suficient de îndepărtate unele de altele.

Cu curentul maxim admis, un parametru este adesea asociat, adesea indicat în tabele - disiparea puterii:

P_max = I_{articol max}∙ U_articol.

Dependența diodei zener de temperatura poate fi fie cu TCH pozitivă, fie negativă. În cazul conectării în serie a elementelor cu coeficienți diferiți, se creează diode zener de precizie, independente de încălzire sau răcire.

Scheme de includere

Un circuit simplu stabilizator simplu constă dintr-o rezistență la balast R_b și o diodă zener, deplasând încărcătura.

În unele cazuri, există o încălcare a stabilizării.

1. Aprovizionarea stabilizatorului unei tensiuni mari din sursa de alimentare în prezența unui condensator de filtru la ieșire. Curenții de vârf atunci când se încarcă pot provoca o diodă zener pentru a funcționa defectuos sau o rezistență R_b.
2. Încărcarea deconectării. Când se aplică tensiunea maximă la intrare, curentul diodei zener poate depăși valoarea admisă, ceea ce va duce la încălzirea și distrugerea acesteia. Este important să păstrați zona pașaportului în siguranță.
3. Rezistența R_b este selectată ca fiind mică, astfel încât la cea mai mică tensiune posibilă de alimentare și la curentul maxim admis la încărcătură, dioda zener se află în zona de comandă de lucru.

Pentru a proteja stabilizatorul, se folosesc circuite de protecție a tiristorului sau siguranțe.

Rezistor R_b calculat prin formula:

R_b = (U_Pete - U_Dl. ) (I_articol + eu_n).

Zener dioda curent I_articol este selectat între valorile maxime și minime admise, în funcție de tensiunea la intrarea U_Pete și curentul de sarcină I_n.

Selectarea diodei Zener

Elementele au o largă răspândire în tensiunea de stabilizare. Pentru a obține valoarea exactă a U_n, Diodele Zener sunt selectate din același lot. Există tipuri cu un interval mai restrâns de parametri. La o putere mare de disipare, elementele sunt montate pe radiatoare.

Pentru calculul parametrilor diodei zener, sunt necesare datele inițiale, de exemplu următoarele:

• U_Pete = 12-15 V - tensiune de intrare;
• U_articol = 9 V - tensiune stabilizată;
• R_n = 50-100 mA - sarcina.

Parametrii sunt tipici pentru dispozitive cu consum redus de energie.

Pentru o tensiune minimă de intrare de 12 V, curentul de sarcină este selectat la maxim 100 mA. Prin legea lui Ohm se poate găsi sarcina totală a lanțului:

R_{verilor fierbinți} = 12 V / 0,1 A = 120 Ohm.

La dioda zener, scăderea de tensiune este de 9 V. Pentru un curent de 0,1 A, sarcina echivalentă este:

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

Acum puteți determina rezistența la balast:

R_b = 120 ohmi - 90 ohmi = 30 ohmi.

Acesta este selectat din seria standard, unde valoarea coincide cu valoarea calculată.

Curentul maxim prin dioda zener este determinat ținându-se seama de întreruperea sarcinii, astfel încât să nu se deterioreze în eventualitatea în care orice sârmă dispare. Căderea de tensiune pe rezistor este:

U_R = 15 - 9 = 6 V.

Apoi curentul prin rezistor este determinat:

eu_R = 6/30 = 0,2 A.

Deoarece dioda zener este conectată la ea în serie, eu_c = I_R = 0,2 A.

Disiparea puterii va fi P = 0,2 ∙ 9 = 1,8 W.

Conform parametrilor obținuți, este selectată o diodă Zener adecvată D815B.

Diodă zener simetrică

Un tiristor diod simetric este un dispozitiv de comutare care conduce curent alternativ. O caracteristică a activității sale este scăderea tensiunii la mai multe volți atunci când este cuplată în intervalul de 30-50 V. Acesta poate fi înlocuit cu două diode zener convenționale conjugate. Dispozitivele sunt folosite ca elemente de comutare.

Analog al unei diode zener

Când nu este posibil să selectați elementul corespunzător, utilizați o diodă zener analogică pe tranzistori. Avantajul lor este posibilitatea de reglare a tensiunii. Pentru aceasta, pot fi utilizate amplificatoare DC cu mai multe etape.

La intrare, un divizor de tensiune tămâie rezistor R1. Dacă crește tensiunea de intrare, crește și pe baza tranzistorului VT1. Aceasta mărește curentul prin tranzistorul VT2, care compensează creșterea tensiunii, menținându-și astfel puterea stabilă.

Marcarea diodelor zener

Sunt disponibile diode zener din sticlă și diode zener în cutii din plastic. În primul caz, pe acestea sunt plasate 2 cifre, între care se află litera V. Inscripția 9V1 înseamnă că U_articol = 9,1 V.

Pe carcasa din plastic, inscripțiile sunt descifrate cu ajutorul foii de date, unde puteți afla și alți parametri.

Inelul întunecat de pe corp desemnează catodul, la care este conectat plusul.

concluzie

Dioda zener este o diodă cu proprietăți speciale. Avantajul diodelor zener este un nivel ridicat de stabilizare a tensiunii pentru o gamă largă de variații ale curentului de funcționare, precum și scheme simple de conectare. Pentru a stabiliza dispozitivele de joasă tensiune sunt rotite în direcția înainte și încep să funcționeze ca diodele obișnuite.