Напряжения стабилитрона

лизатор напряжения (стабилитроны VD4, VD5, резистор

2.6. СТАБИЛИТРОНЫ И ОГРАНИЧИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Стабилитроны представляют собой разновидность диодов, работающих на обратной ветви вольт-амперной характеристики в режиме лавинного или полевого пробоя ( 2.1,а). Поскольку обратное напряжение остается почти неизменным в большом диапазоне изменения тока, то этот линейный участок можно использовать для стабилизации напряжения на нагрузке. В простейшей схеме параметрического стабилизатора ( 2.1,6) балластный резистор R ограничивает величину тока при колебаниях напряжения питания.

Стабилитрон — полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации напряжения. Стабилитроны используют также в качестве ограничителей постоянного или импульсного напряжения, элементов межкаскадной связи, источников эталонного напряжения и др. На ВАХ стабилитронов имеется участок со слабой зависимостью напряжения от тока. Такой участок ВАХ наблюдается у диодов, работающих в режиме туннельного или лавинного пробоя (см. 2.30, а, б)'. На 3.2, а приведена идеальная ВАХ стабилитрона. До наступления пробоя стабилитроны имеют очень большое статическое сопротивление (порядка 1 МОм), после пробоя — очень малое дифференциальное сопротивление (Яд = 1-^50 Ом).

Кроме рассмотренных выпрямительных диодов промышленность выпускает другие типы: высокочастотные и сверхвысокочастотные — применяются в качестве выпрямительных "на больших (сотни мегагерц) и сверхбольших (сотни гигагерц) частотах, импульсные — предназначены для работы в импульсных режимах, варикапы — для использования зависимости емкости р-п перехода от обратного напряжения, стабилитроны и стабисторы — для стабилизации напряжения, туннельные — для генерации и усиления электрических сигналов сверхвысокой частоты, обращенные — для выпрямления сигналов сверхвысокой частоты с использованием обратной ветви ВАХ; шумовые используются в качестве источников шума заданной спектральной плотности в определенном диапазоне частот, смесительные — для преобразования высокочастотных сигналов в сигналы промежуточной частоты, модуляторные — для модуляции высокочастотного сигнала и др.

Кроме рассмотренных ранее выпрямительных диодов промышленность выпускает диоды других типов: высокочастотные и сверхвысокочастотные — применяют в качестве выпрямительных на больших (сотни мегагерц) и сверхбольших (сотни гигагерц) частотах; импульсные —для работы в импульсных режимах; варикапы—для использования зависимости емкости ^—«-перехода от обратного напряжения; стабилитроны и стабисторы — для стабилизации напряжения; туннельные — для генерации и усиления электрических сигналов сверхвысокой частоты; обращенные — для выпрямления сигналов сверхвысокой частоты с использованием обратной ветви ВАХ; шумовые — применяют в качестве источников шума заданной спектральной плотности в определенном диапазоне частот; смесительные — для преобразования высокочастотных сигналов в сигналы промежуточной частоты; модуляторные — для модуляции высокочастотного сигнала и др.

Кроме стабилизации напряжения стабилитроны также используются для ограничения импульсов напряжения и в схемах защиты различных элементов от повышения напряжения на них.

Существуют два вида источников опорного напряжения- стабилитроны и так называемые источники опорного напряжения с шириной запрещенной зоны полупроводника («ивэ- стабилитроны», см. разд. 6.15); каждый из них может использоваться как сам по себе, так и в составе ИМС источника опорного напряжения.

Стабилитроны ( 12-60) и стабисторы предназначены для стабилизации напряжения на нагрузке при изменении питающего напряжения в широких пределах. Рабочая точка стабилитрона находится на участке пробоя обратной ветви вольт-амперной характеристики. Рабочая точка стабистора находится на прямой ветви вольт-амперной характеристики. Его работа основана на том, что при изменении прямого тока прямое напряжение на диоде меняется незначительно.. Полярность подаваемого напряжения на стабилитрон должна быть такой, чтобы к аноду присоединялся отрицательный полюс. У стабистора к аноду присоединяется положительный полюс подаваемого напряжения.

Стабилитроны средней и большой мощности, имеющие в обозначении букву П (например, Д815АП), предназначены для применения в устройствах, где с монтажным металлическим шасси должен соединяться отрицательный полюс стабилизированного напряжения. Стабилитроны с такими же параметрами без дополнительной буквы в обозначении (например, Д815А) предназначаются для устройств, где «заземляется» положительный полюс напряжения.

Стабилитроны тлеющего разряда предназначены в основном для непосредственной стабилизации напряжения при токах до нескольких десятков миллиампер и напряжениях до 300 в. Баллоны наполняются неоном с примесью аргона при давлении 20—80 мм рт. ст. Зажигаются мгновенно.

Стабилитроны коронного разряда предназначены как для непосредственной стабилизации напряжения, так и в качестве опорных элементов в высоковольтных электронных стабилизаторах при токах не более 1,5 ма и напряжениях от 300 в до 30 кв. Применяются в цепях питания фотоумножителей, электронно-оптических преобразователей изображений, а также в цепях отражательных электродов клистронов. Баллоны наполняются смесью водорода и азота. Эти стабилитроны относительно стабилитронов тлеющего разряда имеют более пологие вольт-амперные характеристики и увеличенную проводимость до возникновения разряда (утечка до 2 мка). Для возникновения разряда необходимо время До 30 сек.

а,.т— температурный коэффициент напряжения стабилитрона

1004. Выбрать стабилитрон с таким дифференциальным сопротивлением, чтобы изменение тока стабилитрона на 50 мА вызывало изменение напряжения стабилитрона, равного 100 В, не более чем на 1%.

где UCT — паспортное значение напряжения стабилитрона; /ст и /н — токи стабилизатора и нагрузки.

ся примерно на 0,4 мА. Это вызовет изменение напряжения стабилитрона: Д?/;г = Д/^,/?д = 0,4-10-3.28 = 11,2 мВ.

В отличие от рассмотренных ранее схем в данном случае напряжение t/вых выше напряжения стабилитрона:

На VIII.27, а и б приведены схемы защиты транзистора от перегрузки по напряжению. Напряжение на участке коллектор — эмиттер ТР в схеме VIII.27, а не может быть больше рабочего напряжения стабилитрона Cm, которое выбирается с запасом по отношению к (/к.доп- Во время включения стабилизатора через Cm пройдет кратковременно большой ток заряда конденсатора Свш, который в силу его малой длительности не выводит из строя стабилитрон. При коротком замыкании как через ТРдак и через Cm пройдет большой ток, поэтому в качестве Cm следует применять мощный стабилитрон типа Д815—Д817. В схеме, приведенной на VIII.27, а, обычно ток через стабилитрон превышает ток через транзистор и последний сильно разгружается. Иногда для уменьшения тока через стабилит-

Диод, используемый для стабилизации напряжения, называется стабилитроном. Недостаток рассмотренной схемы — зависимость пробивного напряжения стабилитрона, а следовательно, и выходного напряжения С/вых от температуры. Эту зависимость можно существенно уменьшить, включив последовательно со стабилитроном компенсирующий диод в прямом направлении.

Как известно, полупроводниковые стабилитроны представляют собой диоды, работающие в предпробойной части характеристики, обратное напряжение которых держится почти постоянным при значительном изменении тока стабилитрона. Зависимость обратного напряжения стабилитрона ?/0бр от тока в нем при p. мин имеет вид

8.27. Схема измерительного органа, основанного на сравнении подведенного напряжения со стабилизированным (стрелка у нуль-индикатора указывает направление тока, необходимое для срабатывания): а—постоянное напряжение равно напряжению стабилитрона; б— постоянное напряжение равно части напряжения стабилитрона

Как следует из (8.97), t/cp>?/CT, 'что несколько ограничивает применение схемы. Однако это ограничение может быть легко устранено использованием в качестве постоянной величины части напряжения стабилитрона, как показано на 8.27, б.

Недостатком схем 8.27 является зависимость напряжения стабилитрона, а следовательно, и напряжения срабатывания от температуры. Для устранения этого недостатка необходима температурная стабилизация. Осуществление такой стабилизации применительно к схемам 8.27 здесь не рассматривается.