Стабилитроны. Основные параметры стабилитронов. Расчет схемы параметрического стабилизатора напряжения

Страницы работы

Фрагмент текста работы

8.4 Стабилитроны

Стабилитрон это полупроводниковый диод, предназначенный для поддержания неизменного уровня постоянного напряжения вне зависимости от величины протекающего тока (в заданных пределах).

Для этого используется участок лавинного пробоя ВАХ, который возникает при подаче на стабилитрон определенного значения обратного напряжения (рис. 8.4.1). За счёт легирующих добавок в полупроводник ток лавинного пробоя может изменяться в широком диапазоне, не переходя в необратимый тепловой пробой.

Рабочий участок UСТ лежит в области лавинного пробоя диода и характеризуется малым изменением напряжения DUСТ при больших изменениях тока DICT.

Основные параметры стабилитронов (табл. 9.4.1):

– номинальное напряжение стабилизации UСТ.НОМ (оптимальное для использования) при IСТ.НОМ;

– номинальный ток стабилизации IСТ.НОМ;

– минимальный ток стабилизации IСТ.MIN  (при котором начинается стабилизация);

– максимальный ток стабилизации IСТ.MAX  (его превышение ведет к тепловому пробою);

– дифференциальное сопротивление rДИФ (или стабилитрона rСТ; rДИФ = DUСТ / DIСТ);

– допустимая мощность рассеивания PMAX(для расчета радиаторов отвода тепла);

– температурный коэффициент напряжения стабилизации aСТ, ( %/°С).

– максимально допустимая температура ТK MAX, º С.

Рис.8.4.1 Вольтамперная характеристика стабилитрона

Примеры значений параметров стабилитронов                                                        Таблица 8.4.1

Тип

прибора

UСТ.НОМ, B
 при  (IСТ.НОМ, мА)

PMAX ,
мВт

Значения параметров

при Т = 25º С

Предельные значения параметров при Т = 25º С

ТK MAX,

º С.

UСТ.MIN,
B

UСТ.MAX,
B

rСТ,
Ом

rСТ,
Ом (IСТ.MIN)  

aСТ,  %/°С

IСТ.MIN,
мА

IСТ.MAX,
мА

2С107А

0,7 (10)

125

0,63

0,77

7

50

-34

1

100

125

2С133Б

3,3 (10)

100

3,0

3,7

65

180

-10

3

30

125

КС156А

5,6 (10)

300

5,04

6,16

46

160

-5...+5

3

55

125

2С182Ж

8,2 (4)

150

7,8

8,7

40

2000

8

0,5

18

125

КС182Ж

8,2 (4)

125

7,4

9,0

40

2000

8

0,5

15

125

Д810

10,0 (5,0)

280

9,0

10,5

12

9,0

3,0

26

125

КС533А

33,0 (10)

640

30,0

36,0

40

100

10

3

17

125

КС591А

91,0 (1,5)

1000

86,0

96,0

400

12

1

8,8

125

2С980А

180,0 (25)

5000

162,0

198,0

220

1500

16

2,5

28

125

Температурный коэффициент напряжения стабилизации (ТКН):

 

где: UСТ – напряжение стабилизации при номинальной температуре 25º С, DUСТ – алгебраическая разность между напряжениями стабилизации при заданной и номинальной температурах, DТ – алгебраическая разность между заданной и номинальной температурами.

Сопротивление rДИФ и ТКН могут быть как положительными так и отрицательными.

Стабисторы, как и стабилитроны, предназначены для стабилизации напряжения. Рабочим участком у них является прямая ветвь вольтамперной характеристики (рис. 9.4.1). Это позволяет стабилизировать малые напряжения (0,35…1,9 В). Основные параметры и условные обозначения стабисторов такие же, как у стабилитронов.

Стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения (тока) – устройство, включаемое между источником и потребителем, автоматически поддерживающее постоян­ным напряжение (ток) потребителя с заданной степенью точности при изменении дестабилизирующих факторов в заданных пределах. Основ­ными дестабилизирующими факторами являются колебания входного (питающего) напряжения, изменения потребляемой мощности, темпера­туры окружающей среды и др.

Параметрический стабилизатор – стабилизатор, в котором стаби­лизация напряжения (тока) осуществляется за счет включения нели­нейного элемента (стабилитрона), имеющего соответствующую вольтамперную ха­рактеристику. В стабилизаторах напряжения нелинейный элемент вклю­чают параллельно нагрузке, в стабилизаторах тока –  последовательно с нагрузкой.

Простейший  диодный  стабилизатор  параллельного  типа  (рис. 8.4.2, а)  представляет  собой  делитель  напряжения, состоящий  из  балластного  сопротивления  RБ и  стабилитрона VD, параллельно  которому  включено  сопротивление  нагрузки RН.

Схема замещения стабилизатора (рис. 8.4.2, б) отражает зависимость UСТ от тока IСТ (рис. 9.4.1) из-за падения напряжения на сопротивлении rДИФ при неизменном UСТ.ЭКВ.

Рис. 8.4.2 Параметрический стабилизатор (а) и его схема замещения (б)

При изменении входного напряжения UВХ ± DU изменяется общий ток IБ (рис.9.4.3).

Однако это не  приводит к существенному изменению выходного напряжения UН, так как происходит  изменение тока через стабилитрон IСТ, причем  DIСТ » DIБ  и  IН  изменяется незначительно, а значит, и выходное напряжение UН = IНRН  оказывается  стабилизированным.

Аналогично, при постоянном напряжении питания UВХ любое изменение тока нагрузки  IН ± DI вызывает такое же по  значению, но обратное по знаку изменение тока стабилитрона IСТ (при условии, что rДИФ = 0). Ток  IБ остается неизменным и, следовательно, UН = UВХ - IБRБ не изменяется.

Рис. 8.4.3 Область стабилизации

Основным показателем, характеризующим работу стабилизатора, является коэффициент стабилизации напряжения КСТ, показывающий, во сколько раз относительное изменение напряжения на выходе стабилизатора DUН/UН меньше относительного изменения напряжения на его входе DUВХ /UВХ:

(8.4.4.1)

Как следует из формулы, коэффициент стабилизации повышается с увеличением балластного сопротивления RБ. Увеличение RБ в свою очередь, вызывает необходимость увеличения входного напряжения для сохранения тока через стабилитрон в определенных пределах. Практически для достижения максимального КСТ достаточно взять

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Электроника
Тип:
Конспекты лекций
Размер файла:
1 Mb
Скачали:
0