Stabilitron - bu nedir ve ne için?

Zener diyot, yarı iletken bir diyottur.benzersiz özellikler. Konvansiyonel bir yarı iletken, tekrar açıldığında bir yalıtıcı ise, uygulanan voltajda belirli bir artış sağlanana kadar bu işlevi gerçekleştirir, ardından çığ benzeri tersinir bir arıza oluşur. Zener diyottan akan dönüş akımının daha da artmasıyla, dirençte orantılı bir azalmaya bağlı olarak voltaj sabit kalmaya devam eder. Bu şekilde, bir dengeleme rejiminin elde edilmesi mümkündür.

Kapalı durumda bir zener diyot ileküçük bir kaçak akım var. Eleman, direnç büyüklüğü büyük olan bir direnç gibi davranır. Arızada, zener diyotun direnci önemsiz hale gelir. Girişteki voltajı artırmaya devam edersek, eleman ısınmaya başlar ve akım izin verilen değeri aşarsa, geri dönüşü olmayan bir termal bozulma meydana gelir. Eğer madde kendisine getirilmediyse, gerilim sıfırdan çalışma alanının üst sınırına geldiğinde, zener diyotun özellikleri kalır.

Zener diyot doğrudan açıldığında,karakteristikler diyottan farklı değildir. Artı, p-bölgesine ve eksi n-bölgesine bağlandığında, geçişin direnci küçüktür ve akım, içinden serbestçe akar. Artan giriş voltajı ile artar.

Zener diyot bağlı özel bir diyotçoğunlukla ters yönde. Öğe ilk kapatıldı. Bir elektrik arızası durumunda, bir voltaj zener diyotu, geniş bir akım aralığında sabit tutar.

Anot eksi ve katot - artı ile beslenir. Stabilizasyonun dışında (2 noktasının altında), aşırı ısınma meydana gelir ve bir elemanın arızalanması olasılığı artar.

karakteristikleri

Zener diyot parametreleri aşağıdaki gibidir:

• U_makale - Anma akımında stabilizasyon gerilimi I_makale;
• ben_{makale min} - Elektrik kesintisinin başlangıcındaki asgari akım;
• ben_{makale maksimum} - izin verilen maksimum akım;
• ТКН - sıcaklık katsayısı.

Geleneksel bir diyottan farklı olarak, bir zener diyotuElektriksel ve termal bozulmaların akım-voltaj karakteristiği olan yarı iletken cihaz, birbirinden yeterince uzaktır.

İzin verilen maksimum akımla, genellikle tablolarda belirtilen bir parametre ilişkilendirilir - güç dağıtımı:

P_maksimum = Ben_{makale maksimum}∙ U_makale.

Zener diyotun sıcaklığa bağlılığıpozitif TKN veya negatif olabilir. Farklı katsayılara sahip elemanların seri bağlantısı durumunda, ısıtma veya soğutmadan bağımsız olarak hassas zener diyotları oluşturulur.

Katılımın şemaları

Tipik bir basit stabilizatör devresi, bir balast direncinden oluşur._b ve yükü şant eden bir zener diyot.

Bazı durumlarda, bir istikrar ihlali söz konusudur.

1. Yüksek voltaj dengeleyiciden beslemeÇıkışta bir filtre kondansatörünün varlığında güç kaynağı. Şarj ederken akımdaki ani artışlar, bir zener diyotunun arızalanmasına veya bir direnç R'ye neden olabilir._b.
2. Yük ayırma. Girişe maksimum gerilim uygulandığında, zener diyotun akımı, ısınmasına ve tahrip olmasına yol açacak olan izin verilen değeri aşabilir. Pasaport alanını güvenli tutmak önemlidir.
3. Direnç R_b küçük seçilir, böylece mümkün olan en düşük güç kaynağı voltajında ​​ve yükte izin verilen maksimum akımda, zener diyot çalışma kontrol bölgesinde.

Dengeleyiciyi korumak için tristör koruma devreleri veya sigortalar kullanılır.

Direnç R_b formülü ile hesaplanır:

R,_b = (U_Pete - U_Bay ) (I_makale + Ben_n).

Zener diyot akımı I_makale U girişindeki gerilime bağlı olarak izin verilen maksimum ve minimum değerler arasında seçilir_Pete ve yük akımı I_n.

Zener diyot seçimi

Elemanların stabilizasyon voltajında ​​geniş bir dağılımı vardır. U'nun tam değerini almak için_nZener diyotlar bir lottan seçilir. Daha dar bir parametre aralığı olan tipler vardır. Yüksek dağılma gücünde, elemanlar radyatörlere monte edilir.

Zener diyot parametrelerinin hesaplanması için başlangıç ​​verileri, örneğin aşağıdakiler gereklidir:

• U_Pete = 12-15 V - giriş voltajı;
• U_makale = 9 V - kararlı voltaj;
• R,_n = 50-100 mA - yük.

Parametreler düşük güç tüketimi olan cihazlar için tipiktir.

Minimum 12 V giriş gerilimi için, yük üzerindeki akım maksimum 100 mA'da seçilir. Ohm yasasıyla, zincirin toplam yükünü bulabilirsiniz:

R,_Σ = 12 V / 0.1 A = 120 Ohm.

Zener diyotunda, gerilim düşmesi 9 V'tur. 0,1 A'lik bir akım için eşdeğer yük aşağıdaki gibidir:

R,_eşdeğer = 9 V / 0.1 A = 90 Ohm.

Şimdi balast direncini belirleyebilirsiniz:

R,_b = 120 ohm - 90 ohm = 30 ohm.

Değerin hesaplanan değerle çakıştığı standart serilerden seçilir.

Zener diyotu üzerinden maksimum akım, yük kesilmesi dikkate alınarak belirlenir, böylece herhangi bir telin kaybolması durumunda arıza olmaz. Direnç boyunca voltaj düşüşü:

U_R, = 15 - 9 = 6 V.

Ardından direnç üzerinden akım belirlenir:

ben_R, = 6/30 = 0,2 A.

Zener diyot seri olarak bağlı olduğundan, ben_c = Ben_R, = 0.2 A

Güç dağıtımı P = 0,2 ∙ 9 = 1,8 W olacaktır.

Elde edilen parametrelere göre, uygun bir Zener diyodu D815B seçilir.

Simetrik zener diyot

Simetrik diyot tristöralternatif akım anahtarlama cihazı. Onun çalışmalarının bir özelliği 30-50 V aralığında açıldığında birkaç volt gerilim düşüşüdür. İki karşı bağlı konvansiyonel zener diyotları ile değiştirilebilir. Cihazlar anahtarlama elemanları olarak kullanılır.

Bir zener diyotun analogu

Doğru ürünü bulamadığınızda,transistörler üzerinde bir analog zener diyot kullanın. Onların avantajı voltaj regülasyonu olasılığıdır. Bunun için çeşitli kademelere sahip DC amplifikatörler kullanılabilir.

Girişte bir voltaj bölücüdüzeltici R1. Giriş voltajı artarsa, aynı zamanda transistör VT1 temelinde artar. Bu, voltajdaki artışı telafi eden ve böylece kararlı çıkışını koruyan transistör VT2 ile akımı arttırır.

Zener diyotlarının işaretlenmesi

Plastik kılıflarda cam zener diyot ve zener diyotlar mevcuttur. İlk durumda, aralarında V harfi bulunan 2 rakam bulunur, 9V1 yazısı ise U anlamına gelir._makale = 9,1 V.

Plastik kutuda, diğer parametrelerin de bulunduğu veri sayfası yardımıyla yazıtlar deşifre edilir.

Gövde üzerindeki koyu halka, artı bağlı olduğu katodu gösterir.

Sonuç

Zener diyot, özel özelliklere sahip bir diyottur. Zener diyotların avantajı, geniş bir çalışma akımı değişimi ve basit bağlantı şemaları için yüksek bir voltaj stabilizasyonu seviyesidir. Alçak gerilim cihazları stabilize etmek için ileri yönde çevrilir ve sıradan diyotlar gibi çalışmaya başlarlar.