Стабилитрон устройство, принцип действия, характеристики

Стабилитрон или диод Зенера — подробное описание

Полупроводниковый прибор, каким является диод Зенера или как его еще называют стабилитрон , служит для стабилизации напряжения на выходе.

Принцип действия стабилитрона

Принцип работы прибора заключается в подаче на диод через резистор запирающего напряжения, величина которого превышает величину напряжения пробоя самого диода. До того времени, пока не наступил момент совершения пробоя, через стабилитрон идут токи утечки величина, которых очень незначительна, в тоже время сопротивление прибора очень высокое.

В момент совершения пробоя величина тока резко повысится, а значение дифференцированного сопротивления понизится до самых малых величин. Благодаря этому свойству режим пробоя характеризуется стабильным значением напряжения в широких границах обратного тока. Иными словами стабилитрон служит для распределения тока резистора, на который приходится избыток напряжения, а также тока, составляющего полезную нагрузку.

Рис. №1. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) стабилитрона. Для работы стабилитрона используются участки ВАХ, на которых при существенных изменениях тока, напряжение практически не изменяется, что бывает при обратном подключении прибора на участке электрического пробоя.

Рис.№2. Стабилитрон с резистором

Рис. №3. Стабилитрон, состоящий из двух последовательно-встречно подключенных диодов, служит для ограничения напряжения обеих полярностей.

Основа действия прибора строится на двух механизмах – это туннельный пробой и p-n-переход, его называют эффект Зенера и лавинный пробой p-n-перехода.

Основные электрические параметры, характеризующие стабилитрон

Рис. №4. Электрические характеристики важные для стабилитрона.

Пояснение главных величин, которые характеризуют стабилитрон:

  • Стабилизирующее напряжение – U раб, оно соответствует средней точке в месте стабилизации. Напряжение стабилизации – средняя величина между минимальным и предельно-максимальным значением стабилизируемого напряжения.
  • Минимальный ток стабилизации, для этого значения осуществляется лавинный пробой p-n-перехода обратимого действия, он неизменно соответствует минимальному значению стабилизируемого напряжения.
  • Максимальный предельно-допустимый ток стабилитрона.
  • Ток стабилизации или прямой ток, он определяется, как – Iст.ном = Imax – Imin. (он способен выдержать в течение продолжительного отрезка времени p-n-переход без термического разрушения.
  • Температурный коэффициент – величина, которая служит для определения отношения изменяющейся температуры окружающей среды при токе неизменной величины. Для каждого типа стабилитрона свойствен свой коэффициент температуры.
  • Дифференциальное сопротивление – величина, которая зависит от приращения стабилизационного напряжения к приращению тока в определенном диапазоне частоты.
  • Рассеиваемая мощность – величина мощности, обеспечивающей необходимую надежность и рассеиваемую на стабилитроне.
Читайте также:  Знак остановка запрещена зона действия по ПДД, описание

Типы стабилитронов

Существует три основных типа стабилитронов:

  1. Прецизионные стабилитроны – для них свойственно наличие повышенной стабильности напряжения. Пример: 2С191 или КС211.
  2. Двухсторонние – ограничивают и стабилизируют двухполярное напряжение. Пример: 2С170А или 2С182А.
  3. Быстродействующий стабилитрон – пониженная величина барьерной емкости и небольшая работа переходного процесса – это делает возможным работать в области кратковременных импульсов напряжений. Это такие стабилитроны: 2С175Е; КС182Е; 2С211Е.

Распределение по мощности – это мощные и маломощные стабилитроны.

Особенности использования стабилитронов

Для использования стабилитронов, особенно российских производителей не желательна работа вне зоны пробоя, что является следствием повышения, со временем, тока утечки. Например, на стабилитрон рассчитанный на U15 В, не рекомендуется подавать отличное от расчетного значение напряжения, по крайней мере необходимо следить за минимальным током стабилизации.

Во время неудачного разброса напряжений, при выборе его к предельному значению, может произойти перегрев устройства и возникает режим пробоя.

Нежелательно подключать стабилитроны в сеть в качестве предохранителя, последствия для стабилитрона будут плачевны, при превышении значения тока они выйдут из строя. Для защиты лучше всего использовать, в некоторых случаях, специализированные стабилитроны (супрессоры) марки ZY5.6. Установка стабилитрона (диода Зенера) в цепь низковольтного питания крайне нежелательно из того, что туннельный пробой при U обладает отрицательным температурным коэффициентом.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Как проверить диод используя цифровой и аналоговый мультиметр

Диоды — одни из компонентов, которые могут быть очень легко протестированы. Обычные диоды такие как Диоды Зенера могут быть проверены при помощи мультиметра. При тестировании диода прямой режим проведения и обратный режим блокирования должны быть протестированы отдельно.

Для тестирование обычного диода, используя цифровой мультиметр.
Чтобы проверить обычный кремниевый диод, используя цифровой мультиметр, поместите селектор мультиметра в диодный режим проверки. Соедините положительный вывод мультиметра к анодному и отрицательный вывод к катоду диода. Если мультиметр выводит на экран напряжение между 0.6 к 0.7, мы можем предположить, что диод исправен. Этот — тест для того, чтобы проверить прямой режим проводимости диода. Выведенное на экран значение — фактически потенциальный барьер кремниевого диода и его диапазонов значений от 0.6 до 0.7 вольт в зависимости от температуры.
Теперь соедините положительный вывод мультиметра к катоду и отрицательный вывод к аноду. Если мультиметр показывает бесконечное чтение (по диапазону), мы можем предположить, что диод исправен. Это — тест для того, чтобы проверить обратный режим блокирования диода.

Читайте также:  Объем топливного бака Рено Логан в литрах 1

Для того, чтобы протестировать Германиевые диоды, процедура — та же, но дисплей будет между 0.25 и 0.3 В, чтобы указать верное условие в прямосмещенном режиме. Потенциальный барьер для Германиевого диода между 0.25 и 0.3V.When, реверс смещения мультиметра, покажет бесконечное чтение (по диапазону).

Тестирование обычного диода, используя аналоговый мультиметр.


Чтобы проверить обычный Кремниевый диод, используя аналоговый мультиметр, поместите селектор мультиметра в позицию низкого сопротивления ( 1K). Соедините положительный вывод мультиметра к аноду диода и отрицательный вывод мультиметра к катоду диода. Если мультиметр показывает чтение низкого сопротивления, мы можем предположить, что диод исправен. Этот — тест для того, чтобы проверить прямосмещенный режим диода.
Теперь поместите селектор мультиметра в позицию высокого сопротивления (100K). Соедините положительный вывод мультиметра к катоду диода и отрицательный вывод к аноду диода. Если мультиметр показывает бесконечное чтение, мы можем предположить, что диод исправен. Этот — тест для того, чтобы проверить обратный режим блокирования диода. Мультиметр показывает бесконечное или очень высокое сопротивление, потому что у обратно-смещенного диода есть очень высокое сопротивление (обычно в диапазоне сотен Омов K).

Тестирование Диода Зенера.

Прямые характеристики Диода Зенера подобны обычному диоду. Так методы, используемые для того, чтобы протестировать вперед проводящий режим любого обычного диода, также применимо к Диоду Зенера . Но в обратном режиме, у напряжения обратного пробоя есть большое значение, и это должно быть в частности протестировано. Например, 5.3-вольтовый Диод Зенера должен начать проводить только, когда примененное обратное напряжение просто превышает 5.3V. Режим обратного смещения Диода Зенера может быть легко протестирован при помощи схемы, данной ниже. Сопротивление R1 может обычно быть 100 Омов. Мультиметр должен быть в режиме напряжения. Теперь медленно увеличивайте производство переменного источника питания и одновременно наблюдайте напряжение, показанное в мультиметре. Дисплей мультиметра увеличивается вместе с увеличением напряжения источника питания до напряжения пробоя. Кроме того показания мультиметра остается неизменным несмотря на напряжение источника питания. Это вызвано тем, что Диод Зенера находится теперь в области пробоя, и напряжение через него останется постоянным независимо от увеличения напряжения питания, и это постоянное напряжение будет равно напряжению пробоя. Если показание мультиметра равно напряжению пробоя, определенному производителем, мы можем предположить, что Диод Зенера исправен.

Читайте также:  Отвал на т 25 своими руками чертежи

При выполнении этого теста не забудьте не превышать входное напряжение возбуждения к точке, которая вынуждает Диод Зенера рассеять больше питания. Обычно оно не должно превышать больше, чем 10mA.

Диоды Зенер

. Стационарные диоды ROHM выпускаются в различных модельных рядах, как 2-контактные поверхностные, так и сложные. .

Прямое напряжение: 4,76 V — 42,9 V

. Диоды ROHMs Zener обеспечивают двунаправленную защиту от перенапряжений, уменьшая как количество деталей, так и заданный размер, защищая от положительных и отрицательных перенапряжений, уменьшая количество необходимых .

Обратное напряжение: 1 V

. ОПИСАНИЕ: ЦЕНТРАЛЬНЫЙ СЕМИКОНДУКТОР серии BZV55C2V4 — это высококачественные, высоконадежные кремниевые диоды Zener, предназначенные для использования во всех видах коммерческих, промышленных, развлекательных, компьютерных .

Обратное напряжение: 33 V

. ОПИСАНИЕ: ЦЕНТРАЛЬНЫЙ СЕМИКОНДУКТОР BZX84C2V4 серии являются поверхностно монтируемыми кремниевыми диодами Зенера. Эти Высококачественные диоды регулировки напряжения предназначены для использования в промышленных, коммерческих, развлекательных .

Обратное напряжение: 1,8 V

. ОПИСАНИЕ: Серия CENTRAL SEMICONDUCTOR CLL4678 Серии Кремний Низкоуровневый стабилизатор напряжения Zener Diode — это высокое качество напряжения Регулятор предназначен для применений, требующих чрезвычайно низкий рабочий .

Прямое напряжение: 12 V — 51 V
Обратное напряжение: 8 V — 40,8 V

. — Средняя рассеиваемая мощность: P = 2 Вт — Напряжение зенера: VZ = 12 — 51 В — Подходит для компактного монтажа благодаря небольшому размеру монтажный пакет «M-FLATTM» (имя пакета Toshiba) .

Прямое напряжение: 1,5 V — 3 V
Обратное напряжение: 360 V — 1 250 V

. Диоды Renesas изобретательно спроектированы и изготовлены для обеспечения оптимальной работы легких и небольших мобильных устройств. Эти диоды также подходят для питания стабилизации напряжения в случае незначительных источников питания .

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector