Параметрические стабилизаторы

 

Основаны на использовании особенностей вольт-амперных характеристик некоторых полупроводниковых приборов – в основном стабилитронов. Их отличает высокое выходное сопротивление, невысокий уровень стабилизации и низкий КПД. Такие стабилизаторы применяются только при малых нагрузках, обычно – как элементы схем (например, в качестве источников опорного напряжения) [3].

Основа простейшего параметрического стабилизатора – цепочка из резистора R1 и стабилитрона VD1(рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема простейшего параметрического стабилизатора

 

Стабилитрон – это специальный диод, включенный в обратной полярности и работающий в режиме лавинного обратимого пробоя. Если повышать обратное напряжение на стабилитроне, то сначала ток будет небольшим, а по достижении напряжения стабилизации (об этом указывается в справочных данных) резко возрастет. Чтобы ограничить возрастание тока через стабилитрон, его включают через резистор R1 (это так называемый балластный резистор). Рассчитывают ток через стабилитрон по формуле [2]

. (2)

Таким образом, входное напряжение должно быть всегда больше выходного, стабилизированного.

При питании маломощных устройств часто обходятся таким простейшим стабилизатором, снимая выходное напряжение со стабилитрона. При расчете по данной формуле ток I должен включать в себя как ток стабилитрона (обычно 5...20 мА), так и ток нагрузки (такого же порядка).

При большем токе нагрузки используют дополнительный транзистор VT1, включенный как эмиттерный повторитель (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема стабилизатора с дополнительным транзистором

Он повторяет на нагрузке стабилизированное напряжение базы. Выходное напряжение примерно на 0,7 В (падение напряжения на переходе база-эмиттер) меньше паспортного напряжения стабилизации стабилитрона.

Главные недостатки данного стабилизатора – низкий коэффициент стабилизации 20-50 и низкий КПД 20-30%.