Stabilitrone - dit is wat is het en waar is het voor?

De zenerdiode is een halfgeleiderdiode metunieke eigenschappen. Als een gewone halfgeleider als de omgekeerde inclusie een isolator, voert deze functie tot een zekere groei van de aangelegde spanning, waarbij omkeerbare lawinedoorslag optreedt. Bij verdere toename van de stroom door de zenerdiode sperspanning constant vanwege de proportionele verlaging van de weerstand. Op deze wijze kan de stabilisatiemodus bereiken.

In de gesloten toestand via een zenerdiode, eerster is een kleine lekstroom. Het element gedraagt zich als een weerstand waarvan de weerstand groot is. Bij de afbraak wordt de weerstand van de zenerdiode onbetekenend. Als we de spanning aan de ingang blijven verhogen, begint het element op te warmen en als de stroom de toegestane waarde overschrijdt, treedt een onomkeerbare thermische doorslag op. Als de zaak niet aan hem wordt voorgelegd, blijven de eigenschappen van de zenerdiode over als de spanning van nul naar de bovenlimiet van het werkgebied gaat.

Wanneer de zenerdiode direct wordt ingeschakeld,de karakteristieken verschillen niet van de diode. Wanneer de plus is verbonden met het p-gebied en de minus met het n-gebied, is de weerstand van de overgang klein en vloeit de stroom er vrij doorheen. Het neemt toe met toenemende ingangsspanning.

De zenerdiode is een speciale diode verbondenmeestal in de tegenovergestelde richting. Het element wordt eerst gesloten. In het geval van een elektrische storing houdt een spanningszenaaldiode hem constant over een groot stroombereik.

De anode krijgt een minus en de kathode plus. Buiten de stabilisatie (onder punt 2) treedt oververhitting op en neemt de kans toe dat een element uitvalt.

kenmerken van

De zener diode parameters zijn als volgt:

U_artikel - Stabilisatiespanning bij nominale stroom I_artikel;
ik_artikel_min - de minimumstroom van het begin van de elektrische storing;
ik_artikel_max - de maximaal toelaatbare stroomsterkte;
ТКН - temperatuurcoëfficiënt.

In tegenstelling tot een conventionele diode is een zenerdiodehalfgeleiderelementen, die op de stroomspanningskarakteristiek van het gebied van elektrische en thermische storing voldoende ver van elkaar liggen.

Met de maximaal toelaatbare stroom wordt vaak een parameter geassocieerd, vaak aangegeven in de tabellen - de vermogensdissipatie:

P_max = Ik_artikel_max∙ U_artikel.

Afhankelijkheid van de zenerdiode op temperatuurkan ofwel met positieve TKN of negatief zijn. In het geval van serieschakeling van elementen met verschillende coëfficiënten, worden precisie zenerdioden gemaakt, onafhankelijk van verwarming of koeling.

Regelingen voor opname

Een typisch eenvoudig stabilisatorcircuit bestaat uit een ballastweerstand R_b en een zenerdiode, die de last rangschikt.

In sommige gevallen is er sprake van een overtreding van de stabilisatie.

Voeden naar de stabilisator van hoogspanning vanStroomtoevoer in aanwezigheid van een filtercondensator aan de uitgang. Huidige pieken tijdens het opladen kunnen een zenerdiode veroorzaken of een weerstand R_b.
Ontkoppeling laden. Wanneer de maximale spanning op de ingang wordt aangelegd, kan de zenerdiode de toegestane waarde overschrijden, wat tot verwarming en vernietiging zal leiden. Het is belangrijk om het paspoort veilig te bewaren.
Weerstand R_b is klein gekozen, zodat bij de laagst mogelijke voedingsspanning en de maximaal toelaatbare stroom op de belasting, de zenerdiode zich in de werkbesturingszone bevindt.

Thyristor-beschermingsschakelingen of -zekeringen worden gebruikt om de stabilisator te beschermen.

Weerstand R_b berekend door de formule:

R_b = (U_Pete - U_Dhr. ) (I_artikel + I_n).

Zener diodestroom I_artikel wordt geselecteerd tussen de toegestane maximum- en minimumwaarden, afhankelijk van de spanning aan de ingang U_Pete en laad stroom I_n.

Zener diodeselectie

Elementen hebben een brede spreiding in de stabilisatiespanning. Om de exacte waarde van U te krijgen_nzenerdiodes worden gekozen uit één partij. Er zijn typen met een kleiner bereik van parameters. Bij hoge dissipatiekracht worden de elementen op de radiatoren gemonteerd.

Voor de berekening van de zener diode parameters zijn de initiële gegevens nodig, bijvoorbeeld het volgende:

U_Pete = 12-15 V - ingangsspanning;
U_artikel = 9 V - gestabiliseerde spanning;
R_n = 50-100 mA - de belasting.

De parameters zijn typisch voor apparaten met een laag stroomverbruik.

Voor een minimale ingangsspanning van 12 V wordt de stroom op de belasting geselecteerd op een maximum van 100 mA. Volgens de wet van Ohm kan men de totale belasting van de ketting vinden:

R_Σ = 12 V / 0,1 A = 120 Ohm.

Op de zenerdiode is de spanningsval 9 V. Voor een stroomsterkte van 0,1 A is de equivalente belasting:

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

Nu kunt u de ballastweerstand bepalen:

R_b = 120 ohm - 90 ohm = 30 ohm.

Het wordt geselecteerd uit de standaardserie, waar de waarde samenvalt met de berekende waarde.

De maximale stroom door de zenerdiode wordt bepaald rekening houdend met de belastingafschakeling, zodat deze niet faalt in het geval dat een draad verdwijnt. De spanningsval over de weerstand is:

U_R = 15 - 9 = 6 V.

Vervolgens wordt de stroom door de weerstand bepaald:

ik_R = 6/30 = 0.2 A.

Omdat de zenerdiode er in serie mee verbonden is, I_c = Ik_R = 0,2 A.

De vermogensdissipatie is P = 0,2 ∙ 9 = 1,8 W.

Volgens de verkregen parameters wordt een geschikte Zener-diode D815B geselecteerd.

Symmetrische zenerdiode

De symmetrische diodethyristor isWisselstroom schakelapparaat. Een kenmerk van zijn werk is de spanningsval van enkele volt bij het inschakelen van het bereik van 30-50 V. Het kan worden vervangen door twee tegen elkaar verbonden conventionele zenerdiodes. Apparaten worden gebruikt als schakelelementen.

Analoog van een zenerdiode

Als je het juiste item niet kunt vinden,gebruik een analoge zenerdiode op transistors. Hun voordeel is de mogelijkheid van spanningsregeling. Hiervoor kunnen DC-versterkers met verschillende fasen worden gebruikt.

Aan de ingang een spanningsdelertrimmer R1. Als de ingangsspanning toeneemt, neemt deze ook toe op basis van de transistor VT1. Dit verhoogt de stroom door de transistor VT2, die de toename van de spanning compenseert, waardoor de stabiele output gehandhaafd blijft.

Markering van zenerdiodes

Verkrijgbaar zijn glas zenerdiodes en zenerdioden in plastic behuizingen. In het eerste geval worden er 2 cijfers op geplaatst, waartussen de letter V zich bevindt. De inscriptie 9V1 betekent dat U_artikel = 9,1 V.

Op de plastic behuizing worden de inscripties ontcijferd met behulp van de datasheet, waar u ook andere parameters kunt vinden.

De donkere ring op het lichaam geeft de kathode aan, waaraan het pluspunt is verbonden.

conclusie

De zenerdiode is een diode met speciale eigenschappen. Het voordeel van zenerdiodes is een hoog niveau van spanningsstabilisatie voor een breed scala aan bedrijfsstroomvariaties, evenals eenvoudige verbindingsschema's. Om de laagspanningsapparaten te stabiliseren, worden ze in voorwaartse richting gedraaid en beginnen ze te werken als gewone diodes.