Стабилитроны

Стабилитроны применяют для стабилизации постоянного напряжения, имеющего пульсации и медленные изменения своей величины.

Различают стабилитроны общего назначения, прецизионные, импульсные, двуханодные и стабисторы.

Промышленность выпускает стабилитроны

− с напряжением стабилизации от 1,5 до 180 В,

− с токами стабилизации от 0,5 мА до 1,4 А,

− с температурными коэффициентами напряжения стабилизации от 0,05 до 0,15 %/К, а для прецизионных стабилитронов с до 0,0005 %/К,

− с динамическим сопротивлением от долей и единиц Ома у мощных стабилитронов, до сотен и даже тысяч Ом у высоковольтных маломощных стабилитронов.

Двуханодные стабилитроны представляют собой встречно включенные p-n-переходы и предназначены для стабилизации разнополярных напряжений.

Стабистором называют полупроводниковый диод, у которого участок с сильной зависимостью тока от напряжения находится на прямой ветви ВАХ. Стабисторы предназначены как для стабилизации малых напряжений, так и для температурной компенсации схем.

Параметрами стабилитронов являются:

− − напряжение стабилизации стабилитрона – значение напряжения стабилитрона при протекании номинального тока стабилизации,

− − разброс номинального значения напряжения стабилизации,

− − минимальное напряжение стабилизации,

− − максимальное напряжение стабилизации,

− − изменение напряжения стабилизации при изменении тока стабилитрона относительно своего значения в рабочей точке,

− − ток стабилизации – значение постоянного тока, протекающего через стабилитрон в режиме стабилизации (ток, который рекомендуется в качестве номинального тока в схеме стабилизации и при котором определены остальные параметры стабилитрона),

− − минимальный ток стабилизации, обеспечивающий необходимую величину дифференциального сопротивления стабилитрона,

− − максимальный ток стабилизации, определяющий максимально допустимую величину отводимой (рассеиваемой) мощности,

− − дифференциальное сопротивление при номинальном токе стабилизации,

− − статическое сопротивление при номинальном токе стабилизации,

− − обратный ток стабилитрона при указанном обратном напряжении и др.

 

5.3. Расчёт параметрического стабилизатора на стабилитроне

Простейшая схема параметрического стабилизатора напряжения приведена на рис. 5.2.

 

Рис. 5.2. Простейшая схема стабилизатора напряжения

 

Данную схему стабилизатора напряжения называют параметрической потому, что стабилизация осуществляется за счёт изменения рабочих параметров стабилитрона.

Стабилитрон в схеме включают в обратном направлении относительно полярности входного напряжения, так как рабочей является обратная ветвь ВАХ стабилитрона. Сопротивление нагрузки включают параллельно стабилитрону. Сопротивление называют гасящим, так как на нём падает ("гасится") изменение входного напряжения. Кроме того, определяет качество стабилизации, которое оценивают с помощью коэффициента стабилизации

где − изменение входного напряжения относительно среднего (номинального), − соответствующее изменение напряжения стабилизации.

Исходными данными для расчёта стабилизатора постоянного напряжения являются:

1) напряжение и коэффициент стабилизации ,

2) сопротивление нагрузки ,

3) относительные интервалы изменения входного напряжения , напряжения стабилизации ,сопротивления нагрузки и гасящего сопротивления , причём , , , ,

4) исходная температура окружающей среды и интервал рабочих температур ÷ .

Постановка задачи: 1) подобрать тип стабилитрона, 2) рассчитать величину , токи и напряжения в рабочей точке и 3) обеспечить напряжение и коэффициент стабилизации в заданном интервале температур ÷ .