Стабилитрон. Его назначение, параметры и обозначение на схеме.
Его назначение, параметры и обозначение на схеме
Много-много лет тому назад такого слова как стабилитрон не существовало вообще. Тем более в бытовой аппаратуре.
Попробуем представить себе громоздкий ламповый приёмник середины двадцатого века. Многие приносили их в жертву собственному любопытству, когда папа с мамой приобретали что-нибудь новое, а «Рекорд» или «Неман» отдавали на растерзание .
Блок питания лампового приёмника был предельно прост: мощный кубик силового трансформатора, который обыкновенно имел всего две вторичных обмотки, диодный мостик или селеновый выпрямитель, два электролитических конденсатора и резистор на два ватта между ними.
Первая обмотка питала накал всех ламп приёмника переменным током и напряжением 6,3V (вольт), а на примитивный выпрямитель приходило порядка 240V для питания анодов ламп. Ни о какой стабилизации напряжения и речи не шло. Исходя из того, что приём радиостанций вёлся на длинных, средних и коротких волнах с очень узкой полосой и ужасным качеством, наличие или отсутствие стабилизации напряжения питания на это качество совершенно не влияло, а приличной автоподстройки частоты на той элементной базе просто быть не могло.
Стабилизаторы в то время применялись только в военных приёмниках и передатчиках, конечно тоже ламповые. Например: СГ1П – стабилизатор газоразрядный, пальчиковый. Так продолжалось до тех пор, пока не появились транзисторы. И тут выяснилось, что схемы, выполненные на транзисторах очень чувствительны к колебаниям питающего напряжения, и обыкновенным простым выпрямителем уже не обойтись. Используя физический принцип, заложенный в газоразрядных приборах, был создан полупроводниковый стабилитрон реже называемый диод Зенера.
Графическое изображение стабилитрона на принципиальных схемах.
Внешний вид стабилитронов. Первый сверху в корпусе для поверхностного монтажа. Второй сверху – в стеклянном корпусе DO-35 и мощностью 0,5 Вт. Третий, – мощностью 1 Вт (DO-41). Естественно, стабилитроны изготавливают в разнообразных корпусах. Иногда в одном корпусе объединяется два элемента.
Принцип работы стабилитрона.
Прежде всего, не следует забывать, что стабилитрон работает только в цепях постоянного тока.
Стабилитрон работает на обратной ветви ВАХ (Вольт-Амперной Характеристики), как показано на рисунке. К его основным параметрам относятся U ст. (напряжение стабилизации) и I ст. (ток стабилизации). Эти данные указаны в паспорте на конкретный тип стабилитрона. Причём величина максимального и минимального тока учитывается только при расчёте стабилизаторов с прогнозируемым большим изменением напряжения.
Основные параметры стабилитронов.
Для того чтобы подобрать нужный стабилитрон необходимо разбираться в маркировках полупроводниковых приборов.
Раньше все типы диодов, включая и стабилитроны, обозначались буквой “Д” и цифрой определяющей, что же это за прибор. Вот пример очень популярного стабилитрона Д814 (А, Б, В, Г). Буква показывала напряжение стабилизации.
| Д814Б | 2С147А |
|
|
Рядом паспортные данные современного стабилитрона (2C147A), который использовался в стабилизаторах для питания схем на популярных сериях микросхем К155 и К133 выполненных по ТТЛ технологии и имеющих напряжение питания 5V.
Чтобы разбираться в маркировках и основных параметрах современных отечественных полупроводниковых приборов необходимо немного знать условные обозначения. Они выглядят следующим образом: цифра 1 или буква Г – германий, цифра 2 или буква К – кремний, цифра 3 или буква А – арсенид галлия. Это первый знак. Д – диод, Т – транзистор, С – стабилитрон, Л – светодиод. Это второй знак. Третий знак это группа цифр обозначающих сферу применения прибора. Отсюда: ГТ 313 (1Т 313) – высокочастотный германиевый транзистор, 2С147 – кремниевый стабилитрон с номинальным напряжением стабилизации 4,7 вольта, АЛ307 – арсенид-галлиевый светодиод.
Вот схема простого, но надёжного стабилизатора напряжения.
Между коллектором мощного транзистора и корпусом подается напряжение с выпрямителя и равное 12 – 15 вольт. С эмиттера транзистора мы снимаем 9V стабилизированного напряжения, так как в качестве стабилитрона VD1 мы используем надёжный элемент Д814Б (см. таблицу). Резистор R1 – 1кОм, транзистор КТ819 обеспечивающий ток до 10 ампер.
Транзистор необходимо разместить на радиаторе-теплоотводе. Единственный недостаток данной схемы – это невозможность регулировки выходного напряжения. В более сложных схемах подстроечный резистор, конечно, имеется. Во всех лабораторных и домашних радиолюбительских источниках питания есть возможность регулировки выходного напряжения от 0 и до 20 – 25 вольт.
Интегральные стабилизаторы.
Развитие интегральной микроэлектроники и появление многофункциональных схем средней и большой степени интеграции, конечно, коснулось и проблем связанных со стабилизацией напряжения. Отечественная промышленность напряглась и выпустила на рынок радиоэлектронных компонентов серию К142, которую составляли как раз интегральные стабилизаторы. Полное название изделия было КР142ЕН5А, но так как корпус был маленький и название не убиралось целиком, стали писать КРЕН5А или Б, а в разговоре они назывались просто «кренки».
Сама серия была достаточно большая. В зависимости от буквы варьировалось выходное напряжение.
Например, КРЕН3 выдавал от 3 до 30 вольт с возможностью регулировки, а КРЕН15 был пятнадцативольтовым двухполярным источником питания.
Подключение интегральных стабилизаторов серии К142 было крайне простым. Два сглаживающих конденсатора и сам стабилизатор. Взгляните на схему.
Если есть необходимость получить другое стабилизированное напряжение, то поступают следующим образом: допустим, мы используем микросхему КРЕН5А на 5V, а нам нужно другое напряжение. Тогда между вторым выводом и корпусом ставится стабилитрон с таким расчётом, чтобы сложив напряжение стабилизации микросхемы, и стабилитрона мы получили бы нужное напряжение. Если мы добавим стабилитрон КС191 на V = 9,1 + 5V микросхемы, то на выходе мы получим 14.1 вольт.
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Поиск по сайту | Стабилитрон Д814 (Д814А, Д814Б, Д814В, Д814Г, Д814Д) средней мощности, сплавной, кремниевый. Электрические параметры стабилитрона Д814 (Д814А, Д814Б, Д814В, Д814Г, Д814Д)
Предельные характеристики стабилитрона Д814 (Д814А, Д814Б, Д814В, Д814Г, Д814Д)
|
..8,5 В
..+125°CСтабилитрон на 30 вольт маркировка. Как работает стабилитрон. Основные параметры стабилитронов
Стабильная зарплата, стабильная жизнь, стабильное государство. Последнее не про Россию, конечно:-). Если глянуть в толковый словарик, то можно толково разобрать, что же такое “стабильность”. На первых строчках Яндекс мне сразу выдал обозначение этого слова: стабильный – это значит постоянный, устойчивый, не изменяющийся.
Но чаще всего этот термин используется именно в электронике и электротехнике. В электронике очень важны постоянные значения какого-либо параметра. Это может быть сила тока , напряжение , частота сигнала и . Отклонение сигнала от какого-либо заданного параметра может привести к неправильной работе радиоэлектронной аппаратуры и даже к ее поломке. Поэтому, в электронике очень важно, чтобы все стабильно работало и не давало сбоев.
В электронике и электротехнике стабилизируют напряжение . От значения напряжения зависит работа радиоэлектронной аппаратуры. Если оно изменится в меньшую, или даже еще хуже, в большую сторону, то аппаратура в первом случае может неправильно работать, а во втором случае и вовсе колыхнуть ярким пламенем.
Для того, чтобы не допустить взлетов и падения напряжения, были изобретены различные стабилизаторы напряжения. Как вы поняли из словосочетания, они используются чтобы стабилизировать “играющее” напряжение.
Стабилитрон или диод Зенера
Самым простым стабилизатором напряжения в электронике является радиоэлемент стабилитрон . Иногда его еще называют диодом Зенера . На схемах стабилитроны обозначаются примерно так:
Вывод с “кепочкой” называется также как и у диода – катод , а другой вывод – анод .
Стабилитроны выглядят также, как и диоды . На фото ниже, слева популярный вид современного стабилитрона, а справа один из образцов Советского Союза
Если присмотреться поближе к советскому стабилитрону, то можно увидеть это схематическое обозначение на нем самом, указывающее, где у него находится катод, а где анод.
Напряжение стабилизации
Самый главный параметр стабилитрона – это конечно же, напряжение стабилизации. Что это за параметр?
Давайте возьмем стакан и будем наполнять его водой…
Сколько бы воды мы не лили в стакан, ее излишки будут выливаться из стакана. Думаю, это понятно и дошкольнику.
Теперь по аналогии с электроникой. Стакан – это стабилитрон. Уровень воды в полном до краев стакане – это и есть напряжение стабилизации стабилитрона. Представьте рядом со стаканом большой кувшин с водой. Водой из кувшина мы как раз и будем заливать наш стакан водой, но кувшин при этом трогать не смеем. Вариант только один – лить воду из кувшина, пробив отверстие в самом кувшине. Если бы кувшин был меньше по высоте, чем стакан, то мы бы не смогли лить воду в стакан. Если объяснить языком электроники – кувшин обладает “напряжением” больше, чем “напряжение” стакана.
Так вот, дорогие читатели, в стакане заложен весь принцип работы стабилитрона.
Какую бы струю мы на него не лили (ну конечно в пределах разумного, а то стакан унесет и разорвет), стакан всегда будет полным. Но лить надо обязательно сверху. Это значит, напряжение, которое мы подаем на стабилитрон, должно быть выше, чем напряжение стабилизации стабилитрона.
Маркировка стабилитронов
Для того, чтобы узнать напряжение стабилизации советского стабилитрона, нам понадобится справочник. Например, на фото ниже советский стабилитрон Д814В:
Ищем на него параметры в онлайн справочниках в интернете. Как вы видите, его напряжение стабилизации при комнатной температуре примерно 10 Вольт.
Зарубежные стабилитроны маркируются проще. Если приглядеться, то можно увидеть незамысловатую надпись:
5V1 – это означает напряжение стабилизации данного стабилитрона составляет 5,1 Вольта. Намного проще, не так ли?
Катод у зарубежных стабилитронов помечается в основном черной полосой
Как проверить стабилитрон
Как же проверить стабилитрон? Да также как и ! А как проверить диод, можно посмотреть в этой статье.
Давайте же проверим наш стабилитрон. Ставим на прозвонку и цепляемся красным щупом к аноду, а черным к катоду. Мультиметр должен показать падение напряжения прямого .
Меняем щупы местами и видим единичку. Это значит, что наш стабилитрон в полной боевой готовности.
Ну что же, настало время опытов. В схемах стабилитрон включается последовательно с резистором:
где Uвх – входное напряжение, Uвых.ст. – выходное стабилизированное напряжение
Если внимательно глянуть на схему, мы получили ни что иное, как Делитель напряжения . Здесь все элементарно и просто:
Uвх=Uвых.стаб +Uрезистора
Или словами: входное напряжение равняется сумме напряжений на стабилитроне и на резисторе.
Эта схема называется параметрический стабилизатор на одном стабилитроне. Расчет этого стабилизатора выходит за рамки данной статьи, но кому интересно, в гугл;-)
Итак, собираем схемку. Мы взяли резистор номиналом в 1,5 Килоом и стабилитрон на напряжение стабилизации 5,1 Вольта.
Слева цепляем Блок питания , а справа замеряем мультиметром полученное напряжение:
Теперь внимательно следим за показаниями мультиметра и блока питания:
Так, пока все понятно, еще добавляем напряжение… Опа на! Входное напряжение у нас 5,5 Вольт, а выходное 5,13 Вольт! Так как напряжение стабилизации стабилитрона 5,1 Вольт, то как мы видим, он прекрасно стабилизирует.
Давайте еще добавим вольты. Входное напряжение 9 Вольт, а на стабилитроне 5,17 Вольт! Изумительно!
Еще добавляем… Входное напряжение 20 Вольт, а на выходе как ни в чем не бывало 5,2 Вольта! 0,1 Вольт – это ну очень маленькая погрешность, ей можно даже в некоторых случаях пренебречь.
Вольт-амперная характеристика стабилитрона
Думаю, не помешало бы рассмотреть Вольт амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона. Выглядит она примерно как-то так:
где
Iпр – прямой ток, А
Uпр – прямое напряжение, В
Эти два параметра в стабилитроне не используются
Uобр – обратное напряжение, В
Uст – номинальное напряжение стабилизации, В
Iст – номинальный ток стабилизации, А
Номинальный – это значит нормальный параметр, при котором возможна долгосрочная работа радиоэлемента.
Imax – максимальный ток стабилитрона, А
Imin – минимальный ток стабилитрона, А
Iст, Imax, Imin – это сила тока, которая течет через стабилитрон при его работе.
Так как стабилитрон работает именно в обратной полярности, в отличие от диода (стабилитрон подключают катодом к плюсу, а диод катодом к минусу), то и рабочая область будет именно та, что отмечена красным прямоугольником.
Как мы видим, при каком-то напряжении Uобр
у нас график начинает падать вниз. В это время в стабилитроне происходит такая интересная штука, как пробой. Короче говоря, он не может больше наращивать на себе напряжение, и в это время начинается возрастать сила тока в стабилитроне. Самое главное – не переборщить силу тока, больше чем Imax
, иначе стабилитрону придет кердык. Самым лучшим рабочим режимом стабилитрона считается режим, при котором сила тока через стабилитрон находится где-то в середине между максимальным и минимальным его значением.
На графике это и будет рабочей точкой рабочего режима стабилитрона (пометил красным кружком).
Заключение
Раньше, во времена дефицитных деталей и начала расцвета электроники, стабилитрон часто использовался, как ни странно, для стабилизации выходного напряжения . В старых советских книгах по электронике можно увидеть вот такой участок цепи различных источников питания:
Слева, в красной рамке, я пометил знакомый вам участок цепи блока питания. Здесь мы получаем постоянное напряжение из переменного . Справа же, в зеленой рамке, схема стабилизации;-).
В настоящее время трехвыводные (интегральные) стабилизаторы напряжения вытесняют стабилизаторы на стабилитронах, так как они в разы лучше стабилизируют напряжение и обладают хорошей мощностью рассеивания.
На Али можно взять сразу целый набор стабилитронов, начиная от 3,3 Вольт и до 30 Вольт. Выбирайте на ваш вкус и цвет.
R3 10k (4k7 – 22k) reostat R6 0. R8 100R (47R – 330R) | C1 1000 x35v (2200 x50v) C2 1000 x35v (2200 x50v) C5 100n ceramick (0,01-0,47) | T1 KT816 (BD140) T2 BC548 (BC547) T3 KT815 (BD139) T4 KT819(КТ805,2N3055) T5 KT815 (BD139) VD1-4 КД202 (50v 3-5A) VD5 BZX27 (КС527) VD6 АЛ307Б, К (RED LED) |
22R 5W (0,15- 0.47R)Регулируемый стабилизированный блок питания – 0-24 V , 1 – 3А
с ограничением тока.
Блок питания (БП) предназначен для получения регулируемого стабилизированного выходного напряжения от 0 до 24v при токе порядка 1-3А, проще говоря чтобы не покупали вы батарейки, а использовали его для эксперементов со своими конструкциями.
В блоке питания предусмотрена так называемая защита т е ограничение максимального тока.
Для чего это нужно? Для того что бы этот БП служил верой и правдой, не боясь коротких замыканий и не требовал ремонта, так сказать «несгораемый и неубиваемый»
На Т1 собран стабилизатор тока стабилитрона, т е имеется возможность установки практически любого стабилитрона с напряжением стабилизации менее входного напряжения на 5 вольт
Это значит, что при установке стабилитрона VD5 допустим ВZX5,6 или КС156 на выходе стабилизатора получим регулируемое напряжение от 0 до приблизительно 4 вольт, соответственно — если стабилитрон на 27 вольт, то максимальное выходное напряжение будет в пределах 24-25 вольт.
Трансформатор следует выбирать примерно так- переменное напряжение вторичной обмотки должно быть примерно на 3-5 вольт больше того, которое вы рассчитываете получить на выходе стабилизатора, которое в свою очередь зависит от установленного стабилитрона,
Ток вторичной обмотки трансформатора как минимум должен быть не менее того тока, который нужно получить на выходе стабилизатора.
Выбор конденсаторов по емкости С1 и С2 –примерно по 1000-2000 мкф на 1А, С4 – 220 мкф на 1А
Несколько сложнее с емкостями по напряжению – рабочее напряжение грубо рассчитывается по такой методике – переменное напряжение вторичной обмотки трансформатора делится на 3 и умножается на 4
(~ Uвх:3×4)
Т е – допустим, что выходное напряжение вашего трансформатора порядка 30 вольт – 30 делим на 3 и множим на 4 – получаем 40 – значит рабочее напряжение конденсаторов должно быть более чем 40 вольт.
Уровень ограничения тока на выходе стабилизатора зависит от R6 по минимуму и R8 (по максимуму вплоть до отключения)
При установке перемычки вместо R8 между базой VТ5 и эмиттером VТ4 при сопротивлении R6 равном 0,39 ом ток ограничения будет примерно на уровне 3А,
Как понять «ограничение»? Очень просто – выходной ток даже в режиме короткого замыкания на выходе не превысит 3 А, за счет того что выходное напряжение будет автоматически снижено практически до нуля,
А можно ли заряжать автомобильный аккумулятор? Запросто.
Достаточно выставить регулятором напряжения, извиняюсь — потенциометром R3 напряжение 14,5 вольта на холостом ходу (т е с отключенным аккумулятором) а потом подключить к выходу блока, аккумулятор, И пойдет ваш аккумулятор заряжаться стабильным током до уровня 14,5в, Ток по мере зарядки будет уменьшаться и когда достигнет значения 14,5 вольта (14,5 в – напряжение полностью заряженного акк) он будет равен нулю.
Как отрегулировать ток ограничения. Выставить на выходе стабилизатора напряжение на холостом ходу порядка 5-7 вольт. Затем к выходу стабилизатора подключить сопротивление примерно на 1 ом мощностью 5-10 ватт и последовательно с ним амперметр. Подстроечным резистором R8 выставить требуемый ток. Правильно выставленный ток ограничения можно проконтролировать выкручивая потенциометр регулировки выходного напряжения на максимум до упора При этом ток, контролируеммый амперметром должен оставаться на прежнем уровне.
Теперь про детали. Выпрямительный мостик – диоды желательно выбирать с запасом по току минимум раза в полтора, Указанные КД202 диоды могут без радиаторов достаточно долго работать при токе 1 ампер, но ежели рассчитываете что вам этого мало, то установив радиаторы можно обеспечить 3-5 ампер, вот только нужно посмотреть в справочнике какие из них и с какой буквой могут до 3 а какие и до 5 ампер.
Хочется больше – загляните в справочник и выбирайте диоды помощнее, скажем ампер на 10.
Транзисторы – VT1 и VT4 устанавливать на радиаторы. VT1 будет слегка греться поэтому и радиатор нужен небольшой, а вот VT4 да в режиме ограничения тока будет греться довольно таки хорошо. Поэтому и радиатор нужно подобрать внушительный, можно и вентилятор от блока питания компьютера к нему приспособить – поверьте, не помешает.
Особо пытливым – почему греется транзистор? Ток то течет по нему и чем больше ток, тем больше греется транзистор. Давайте посчитаем – на входе, на конденсаторах 30 вольт. На выходе стабилизатора ну скажем вольт так 13, В итоге между коллектором и эмиттером остается 17 вольт.
Из 30 вольт минусуем 13 вольт получаем 17 вольт (кто хочет видит тут математику, а мне как то на память приходит один из законов дедушки Киргофа, про сумму падений напряжения)
Ну так вот, тот же Киргоф, что то говорил о токе в цепи, наподобие того что какой ток течет в нагрузке, такой же ток и через транзистор VT4 течет.
Скажем ампера эдак 3 течет, резистор в нагрузке греется транзистор тоже греется, Так вот тепло это, которым воздух греем и можно назвать мощностью, которая рассеивается… Но попробуем выразиться математически, то бишь
школьный курс физики
где Р — это мощность в ваттах, U – напряжение на транзисторе в вольтах, а J — ток который течет и через нашу нагрузку и через амперметр и естественно через транзистор.
Итак 17 вольт множим на 3 ампера получаем 51 ватт рассеивающийся на транзисторе,
Ну а допустим подключим сопротивление на 1 ом. По закону Ома при токе 3А падение напряжения на резисторе получится 3 вольта и рассеиваемая мощность величиной в 3 ватта начнет греть сопротивление. Тогда падение напряжения на транзисторе: 30 вольт минус 3 вольта = 27 вольт, а мощность рассеиваимая на транзисторе 27v×3A=81 ватт… Теперь заглянем в справочник, в раздел транзисторы. Ежели проходной транзистор т е VТ4 у нас стоит скажем КТ819 в пластмассовом корпусе то по справочнику выходит что он не выдержит т к мощность рассеивания (Рк*max) у него 60 ватт, но зато в металлическом корпусе (КТ819ГМ, аналог 2N3055) – 100 ватт – вот этот подойдет, но радиатор обязателен.
Надеюсь на счет транзисторов более менее понятно, перейдем к предохранителям. Вообще то предохранитель это последняя инстанция, реагирующая на грубые ошибки допущенные вами и «ценой своей жизни» предотвращающая…. Давайте допустим что в первичной обмотке трансформатора по каким то причинам произошло замыкание,или во вторичной. Может от того что перегрелся, может изоляция прохудилась, а может и просто – неправильное соединение обмоток, но предохранителей нет. Трансформатор дымит, изоляция плавится,сетевой провод пытаясь выполнить доблестную функцию предохранителя, горит и не дай бог если на распределительном шите вместо автомата у вас стоят пробоки с гвоздиками вместо предохранителей.
Один предохранитель на ток примерно на 1А больше чем ток ограничения блока питания (т е 4-5А), должен стоять между диодным мостом и трансформатором, а второй между трансформатором и сетью 220 вольт примерно на 0,5-1 ампер.
Трансформатор. Самое пожалуй дорогое в конструкции Грубо говоря чем массивнее трансформатор тем он мощнее.
Чем толще провод вторичной обмотки, тем больший ток может отдать трансформатор. Все это сводится к одному – мощности трансформатора. Так как же выбрать трансформатор? Опять школьный курс физики, раздел электротехника…. Опять 30 вольт, 3 ампера и в итоге мощность 90 ватт. Это минимум, который следует понимать так – этот трансформатор кратковременно может обеспечить выходное напряжение 30 вольт при токе 3 ампера, Поэтому желательно накинуть по току запас минимум процентов 10, а лучше все 30-50 процентов. Так что 30 вольт при токе 4-5 ампер на выходе трансформатора и ваш БП сможет часами если не сутками отдавать ток 3 ампера в нагрузку.
Ну и тем кто желает получть максимум по току от этого БП, скажем ампер эдак 10.
Первое – соответствующий вашим запросам трансформатор
Второе – диодный мост ампер на 15 и на радиаторы
Третье – проходной транзистор заменить на два-три соединенных в параллель с сопротивлениями в эмиттерах по 0,1 ом (радиатор и принудительный обдув)
Четвертое- емкости желательно конечно увеличить, но в том случае если БП будет использоваться как зарядное устройство – это не критично.
Пятое – армировать токопроводящие дорожки по пути следования больших токов напайкой дополнительных проводников и соответственно не забывать про соединительные провода «потолще»
Схема подключения запараллеленных транзисторов вместо одного
Много-много лет тому назад такого слова как стабилитрон не существовало вообще. Тем более в бытовой аппаратуре.
Попробуем представить себе громоздкий ламповый приёмник середины двадцатого века. Многие приносили их в жертву собственному любопытству, когда папа с мамой приобретали что-нибудь новое, а «Рекорд» или «Неман» отдавали на растерзание .
Блок питания лампового приёмника был предельно прост: мощный кубик силового трансформатора , который обыкновенно имел всего две вторичных обмотки, диодный мостик или селеновый выпрямитель, два электролитических конденсатора и резистор на два ватта между ними.
Первая обмотка питала накал всех ламп приёмника переменным током и напряжением 6,3V (вольт), а на примитивный выпрямитель приходило порядка 240V для питания анодов ламп.
Ни о какой стабилизации напряжения и речи не шло. Исходя из того, что приём радиостанций вёлся на длинных, средних и коротких волнах с очень узкой полосой и ужасным качеством, наличие или отсутствие стабилизации напряжения питания на это качество совершенно не влияло, а приличной автоподстройки частоты на той элементной базе просто быть не могло.
Стабилизаторы в то время применялись только в военных приёмниках и передатчиках, конечно тоже ламповые. Например: СГ1П – стабилизатор газоразрядный, пальчиковый. Так продолжалось до тех пор, пока не появились транзисторы. И тут выяснилось, что схемы, выполненные на транзисторах очень чувствительны к колебаниям питающего напряжения, и обыкновенным простым выпрямителем уже не обойтись. Используя физический принцип, заложенный в газоразрядных приборах, был создан полупроводниковый стабилитрон реже называемый диод Зенера.
Графическое изображение стабилитрона на принципиальных схемах.
Внешний вид стабилитронов. Первый сверху в корпусе для поверхностного монтажа . Второй сверху – в стеклянном корпусе DO-35 и мощностью 0,5 Вт. Третий, – мощностью 1 Вт (DO-41). Естественно, стабилитроны изготавливают в разнообразных корпусах. Иногда в одном корпусе объединяется два элемента.
Принцип работы стабилитрона.
Прежде всего, не следует забывать, что стабилитрон работает только в цепях постоянного тока. Напряжение на него подают в обратной полярности, то есть на анод стабилитрона будет подан минус «-«. При таком включении через него протекает обратный ток (I обр ) от выпрямителя. Напряжение с выхода выпрямителя может изменяться, будет изменяться и обратный ток, а напряжение на стабилитроне и на нагрузке останется неизменным, то есть стабильным. На следующем рисунке показана вольт-амперная характеристика стабилитрона.
Стабилитрон работает на обратной ветви ВАХ (Вольт-Амперной Характеристики), как показано на рисунке. К его основным параметрам относятся U ст . (напряжение стабилизации) и I ст . (ток стабилизации). Эти данные указаны в паспорте на конкретный тип стабилитрона. Причём величина максимального и минимального тока учитывается только при расчёте стабилизаторов с прогнозируемым большим изменением напряжения.
Основные параметры стабилитронов.
Для того чтобы подобрать нужный стабилитрон необходимо разбираться в маркировках полупроводниковых приборов. Раньше все типы диодов, включая и стабилитроны, обозначались буквой “Д” и цифрой определяющей, что же это за прибор. Вот пример очень популярного стабилитрона Д814 (А, Б, В, Г). Буква показывала напряжение стабилизации.
Рядом паспортные данные современного стабилитрона (2C147A ), который использовался в стабилизаторах для питания схем на популярных сериях микросхем К155 и К133 выполненных по ТТЛ технологии и имеющих напряжение питания 5V.
Чтобы разбираться в маркировках и основных параметрах современных отечественных полупроводниковых приборов необходимо немного знать условные обозначения. Они выглядят следующим образом: цифра 1 или буква Г – германий, цифра 2 или буква К – кремний, цифра 3 или буква А – арсенид галлия. Это первый знак. Д – диод, Т – транзистор, С – стабилитрон, Л – светодиод. Это второй знак. Третий знак это группа цифр обозначающих сферу применения прибора. Отсюда: ГТ 313 (1Т 313) – высокочастотный германиевый транзистор, 2С147 – кремниевый стабилитрон с номинальным напряжением стабилизации 4,7 вольта, АЛ307 – арсенид-галлиевый светодиод.
Вот схема простого, но надёжного стабилизатора напряжения.
Между коллектором мощного транзистора и корпусом подается напряжение с выпрямителя и равное 12 – 15 вольт. С эмиттера транзистора мы снимаем 9V стабилизированного напряжения, так как в качестве стабилитрона VD1 мы используем надёжный элемент Д814Б (см. таблицу). Резистор R1 – 1кОм, транзистор КТ819 обеспечивающий ток до 10 ампер.
Транзистор необходимо разместить на радиаторе-теплоотводе. Единственный недостаток данной схемы – это невозможность регулировки выходного напряжения. В более сложных схемах подстроечный резистор, конечно, имеется. Во всех лабораторных и домашних радиолюбительских источниках питания есть возможность регулировки выходного напряжения от 0 и до 20 – 25 вольт.
Интегральные стабилизаторы.
Развитие интегральной микроэлектроники и появление многофункциональных схем средней и большой степени интеграции, конечно, коснулось и проблем связанных со стабилизацией напряжения. Отечественная промышленность напряглась и выпустила на рынок радиоэлектронных компонентов серию К142, которую составляли как раз интегральные стабилизаторы. Полное название изделия было КР142ЕН5А, но так как корпус был маленький и название не убиралось целиком, стали писать КРЕН5А или Б, а в разговоре они назывались просто «кренки».
Сама серия была достаточно большая. В зависимости от буквы варьировалось выходное напряжение. Например, КРЕН3 выдавал от 3 до 30 вольт с возможностью регулировки, а КРЕН15 был пятнадцативольтовым двухполярным источником питания.
Подключение интегральных стабилизаторов серии К142 было крайне простым. Два сглаживающих конденсатора и сам стабилизатор. Взгляните на схему.
Если есть необходимость получить другое стабилизированное напряжение, то поступают следующим образом: допустим, мы используем микросхему КРЕН5А на 5V, а нам нужно другое напряжение. Тогда между вторым выводом и корпусом ставится стабилитрон с таким расчётом, чтобы сложив напряжение стабилизации микросхемы, и стабилитрона мы получили бы нужное напряжение. Если мы добавим стабилитрон КС191 на V = 9,1 + 5V микросхемы, то на выходе мы получим 14.1 вольт.
Стабилитрон — это полупроводниковый диод с уникальными свойствами. Если обычный полупроводник при обратном включении является изолятором, то он выполняет эту функцию до определенного роста величины приложенного напряжения, после чего происходит лавинообразный обратимый пробой. При дальнейшем увеличении протекающего через стабилитрон обратного тока напряжение продолжает оставаться постоянным за счет пропорционального уменьшения сопротивления. Таким путем удается добиться режима стабилизации.
В закрытом состоянии через стабилитрон сначала проходит небольшой ток утечки. Элемент ведет себя как резистор, величина сопротивления которого велика. При пробое сопротивление стабилитрона становится незначительным. Если дальше продолжать повышать напряжение на входе, элемент начинает греться и при превышении током допустимой величины происходит необратимый тепловой пробой. Если дело не доводить до него, при изменении напряжения от нуля до верхнего предела рабочей области свойства стабилитрона сохраняются.
Когда напрямую включается стабилитрон, характеристики не отличаются от диода. При подключении плюса к p-области, а минуса — к n-области сопротивление перехода мало и ток через него свободно протекает. Он нарастает с увеличением входного напряжения.
Стабилитрон — это особый диод, подключаемый большей частью в обратном направлении. Элемент сначала находится в закрытом состоянии. При возникновении электрического пробоя стабилитрон напряжения поддерживает его постоянным в большом диапазоне тока.
На анод подается минус, а на катод — плюс. За пределами стабилизации (ниже точки 2) происходит перегрев и повышается вероятность выхода элемента из строя.
Характеристики
Параметры стабилитронов следующие:
- U ст — напряжение стабилизации при номинальном токе I ст;
- I ст min — минимальный ток начала электрического пробоя;
- I ст max — максимальный допустимый ток;
- ТКН — температурный коэффициент.
В отличие от обычного диода, стабилитрон — это полупроводниковое устройство, у которого на вольт-амперной характеристике области электрического и теплового пробоя достаточно далеко расположены друг от друга.
С максимально допустимым током связан параметр, часто указываемый в таблицах — мощность рассеивания:
P max = I ст max ∙ U ст.
Зависимость работы стабилитрона от температуры может быть как с положительным ТКН, так и отрицательным. При последовательном подключении элементов с разными по знакам коэффициентами создаются прецизионные стабилитроны, не зависящие от нагрева или охлаждения.
Схемы включения
Типовая схема простого стабилизатора, состоит из балластного сопротивления R б и стабилитрона, шунтирующего нагрузку.
В некоторых случаях происходит нарушение стабилизации.
- Подача на стабилизатор большого напряжения от источника питания при наличии на выходе фильтрующего конденсатора. Броски тока при его зарядке могут вызвать выход из строя стабилитрона или разрушение резистора R б.
- Отключение нагрузки. При подаче на вход максимального напряжения ток стабилитрона может превысить допустимый, что приведет к его разогреву и разрушению. Здесь важно соблюдать паспортную область безопасной работы.
- Сопротивление R б подбирается небольшим, чтобы при минимально возможной величине напряжения питания и максимально допустимом токе на нагрузке стабилитрон находился в рабочей зоне регулирования.
Для защиты стабилизатора применяются тиристорные схемы защиты или
Резистор R б рассчитывается по формуле:
R б = (U пит — U ном)(I ст + I н).
Ток стабилитрона I ст выбирается между допустимыми максимальным и минимальным значениями, в зависимости от напряжения на входе U пит и тока нагрузки I н.
Выбор стабилитронов
Элементы имеют большой разброс по напряжению стабилизации. Чтобы получить точное значение U н, стабилитроны подбираются из одной партии. Есть типы с более узким диапазоном параметров. При большой мощности рассеивания элементы устанавливают на радиаторы.
Для расчета параметров стабилитрона необходимы исходные данные, например, такие:
- U пит = 12-15 В — напряжение входа;
- U ст = 9 В — стабилизированное напряжение;
Параметры характерны для устройств с небольшим потреблением энергии.
Для минимального входного напряжения 12 В ток на нагрузке выбирается по максимуму — 100 мА. По закону Ома можно найти суммарную нагрузку цепи:
R ∑ = 12 В / 0,1 А = 120 Ом.
На стабилитроне падение напряжения составляет 9 В. Для тока 0,1 А эквивалентная нагрузка составит:
R экв = 9 В / 0,1 А = 90 Ом.
Теперь можно определить сопротивление балласта:
R б = 120 Ом — 90 Ом = 30 Ом.
Оно выбирается из стандартного ряда, где значение совпадает с расчетным.
Максимальный ток через стабилитрон определяется с учетом отключения нагрузки, чтобы он не вышел из строя в случае, если какой-либо провод отпаяется. Падение напряжения на резисторе составит:
U R = 15 — 9 = 6 В.
Затем определяется ток через резистор:
I R = 6/30 = 0,2 А.
Поскольку стабилитрон подключен к нему последовательно, I c = I R = 0,2 А.
Мощность рассеивания составит P = 0,2∙9 = 1,8 Вт.
По полученным параметрам подбирается подходящий стабилитрон Д815В.
Симметричный стабилитрон
Симметричный диодный тиристор представляет собой переключающий прибор, проводящий переменный ток. Особенностью его работы является падение напряжения до нескольких вольт при включении в диапазоне 30-50 В. Его можно заменить двумя встречно включенными обычными стабилитронами. Устройства применяют в качестве переключающих элементов.
Аналог стабилитрона
Когда не удается подобрать подходящий элемент, используют аналог стабилитрона на транзисторах. Их преимуществом является возможность регулирования напряжения. Для этого можно применять усилители постоянного тока с несколькими ступенями.
На входе устанавливают делитель напряжения с R1. Если входное напряжение возрастает, на базе транзистора VT1 оно также увеличивается. При этом растет ток через транзистор VT2, который компенсирует увеличение напряжения, поддерживая тем самым его стабильным на выходе.
Маркировка стабилитронов
Выпускаются стеклянные стабилитроны и стабилитроны в пластиковых корпусах. В первом случае на них наносятся 2 цифры, между которыми располагается буква V. Надпись 9V1 обозначает, что U ст = 9,1 В.
На пластиковом корпусе надписи расшифровываются с помощью даташита, где также можно узнать другие параметры.
Темным кольцом на корпусе обозначается катод, к которому подключается плюс.
Заключение
Стабилитрон — это диод с особыми свойствами. Достоинством стабилитронов является высокий уровень стабилизации напряжения при широком диапазоне изменения рабочего тока, а также простые схемы подключения. Для стабилизации малого напряжения приборы включают в прямом направлении, и они начинают работать как обычные диоды.
Как работает стабилитрон | Характеристика стабилитрона.
Немного теории
Стабильная зарплата, стабильная жизнь, стабильное государство. Последнее не про Россию, конечно :-). Если глянуть в толковый словарик, то можно толково разобрать, что же такое “стабильность”. На первых строчках Яндекс мне сразу выдал обозначение этого слова: стабильный – это значит постоянный, устойчивый, не изменяющийся.
Но чаще всего этот термин используется именно в электронике и электротехнике. В электронике очень важны постоянные значения какого-либо параметра. Это может быть сила тока, напряжение, частота сигнала и другие его характеристики. Отклонение сигнала от какого-либо заданного параметра может привести к неправильной работе радиоэлектронной аппаратуры и даже к ее поломке. Поэтому, в электронике очень важно, чтобы все стабильно работало и не давало сбоев.
В электронике и электротехнике стабилизируют напряжение. От значения напряжения зависит работа радиоэлектронной аппаратуры. Если оно изменится в меньшую, или даже еще хуже, в большую сторону, то аппаратура в первом случае может неправильно работать, а во втором случае и вовсе колыхнуть ярким пламенем.
Для того, чтобы не допустить взлетов и падения напряжения, были изобретены различные стабилизаторы напряжения. Как вы поняли из словосочетания, они используются чтобы стабилизировать “играющее” напряжение.
Стабилитрон или диод Зенера
Самым простым стабилизатором напряжения в электронике является радиоэлемент стабилитрон. Иногда его еще называют диодом Зенера. На схемах стабилитроны обозначаются примерно так:
Вывод с “кепочкой” называется также как и у диода – катод, а другой вывод – анод.
Стабилитроны выглядят также, как и диоды. На фото ниже, слева популярный вид современного стабилитрона, а справа один из образцов Советского Союза
Если присмотреться поближе к советскому стабилитрону, то можно увидеть это схематическое обозначение на нем самом, указывающее, где у него находится катод, а где анод.
Напряжение стабилизации
Самый главный параметр стабилитрона – это конечно же, напряжение стабилизации. Что это за параметр?
Давайте возьмем стакан и будем наполнять его водой…
Сколько бы воды мы не лили в стакан, ее излишки будут выливаться из стакана. Думаю, это понятно и дошкольнику.
Теперь по аналогии с электроникой. Стакан – это стабилитрон. Уровень воды в полном до краев стакане – это и есть напряжение стабилизации стабилитрона. Представьте рядом со стаканом большой кувшин с водой. Водой из кувшина мы как раз и будем заливать наш стакан водой, но кувшин при этом трогать не смеем. Вариант только один – лить воду из кувшина, пробив отверстие в самом кувшине. Если бы кувшин был меньше по высоте, чем стакан, то мы бы не смогли лить воду в стакан. Если объяснить языком электроники – кувшин обладает “напряжением” больше, чем “напряжение” стакана.
Так вот, дорогие читатели, в стакане заложен весь принцип работы стабилитрона. Какую бы струю мы на него не лили (ну конечно в пределах разумного, а то стакан унесет и разорвет), стакан всегда будет полным. Но лить надо обязательно сверху. Это значит, напряжение, которое мы подаем на стабилитрон, должно быть выше, чем напряжение стабилизации стабилитрона.
[quads id=1]
Маркировка стабилитронов
Для того, чтобы узнать напряжение стабилизации советского стабилитрона, нам понадобится справочник. Например, на фото ниже советский стабилитрон Д814В:
Ищем на него параметры в онлайн справочниках в интернете. Как вы видите, его напряжение стабилизации при комнатной температуре примерно 10 Вольт.
Зарубежные стабилитроны маркируются проще. Если приглядеться, то можно увидеть незамысловатую надпись:
5V1 – это означает напряжение стабилизации данного стабилитрона составляет 5,1 Вольта. Намного проще, не так ли?
Катод у зарубежных стабилитронов помечается в основном черной полосой
Как проверить стабилитрон
Как же проверить стабилитрон? Да также как и диод! А как проверить диод, можно посмотреть в этой статье. Давайте же проверим наш стабилитрон. Ставим мультиметр на прозвонку и цепляемся красным щупом к аноду, а черным к катоду. Мультиметр должен показать падение напряжения прямого PN-перехода.
Меняем щупы местами и видим единичку. Это значит, что наш стабилитрон в полной боевой готовности.
Ну что же, настало время опытов. В схемах стабилитрон включается последовательно с резистором:
где Uвх – входное напряжение, Uвых.ст. – выходное стабилизированное напряжение
Если внимательно глянуть на схему, мы получили ни что иное, как Делитель напряжения. Здесь все элементарно и просто:
Uвх=Uвых.стаб +Uрезистора
Или словами: входное напряжение равняется сумме напряжений на стабилитроне и на резисторе.
Эта схема называется параметрический стабилизатор на одном стабилитроне. Расчет этого стабилизатора выходит за рамки данной статьи, но кому интересно, в гугл 😉
Итак, собираем схемку. Мы взяли резистор номиналом в 1,5 Килоом и стабилитрон на напряжение стабилизации 5,1 Вольта. Слева цепляем блок питания, а справа замеряем мультиметром полученное напряжение:
Теперь внимательно следим за показаниями мультиметра и блока питания:
Так, пока все понятно, еще добавляем напряжение… Опа на! Входное напряжение у нас 5,5 Вольт, а выходное 5,13 Вольт! Так как напряжение стабилизации стабилитрона 5,1 Вольт, то как мы видим, он прекрасно стабилизирует.
Давайте еще добавим вольты. Входное напряжение 9 Вольт, а на стабилитроне 5,17 Вольт! Изумительно!
Еще добавляем… Входное напряжение 20 Вольт, а на выходе как ни в чем не бывало 5,2 Вольта! 0,1 Вольт – это ну очень маленькая погрешность, ей можно даже в некоторых случаях пренебречь.
Вольт-амперная характеристика стабилитрона
Думаю, не помешало бы рассмотреть Вольт амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона. Выглядит она примерно как-то так:
где
Iпр – прямой ток, А
Uпр – прямое напряжение, В
Эти два параметра в стабилитроне не используются
Uобр – обратное напряжение, В
Uст – номинальное напряжение стабилизации, В
Iст – номинальный ток стабилизации, А
Номинальный – это значит нормальный параметр, при котором возможна долгосрочная работа радиоэлемента.
Imax – максимальный ток стабилитрона, А
Imin – минимальный ток стабилитрона, А
Iст, Imax, Imin – это сила тока, которая течет через стабилитрон при его работе.
Так как стабилитрон работает именно в обратной полярности, в отличие от диода (стабилитрон подключают катодом к плюсу, а диод катодом к минусу), то и рабочая область будет именно та, что отмечена красным прямоугольником.
Как мы видим, при каком-то напряжении Uобр у нас график начинает падать вниз. В это время в стабилитроне происходит такая интересная штука, как пробой. Короче говоря, он не может больше наращивать на себе напряжение, и в это время начинается возрастать сила тока в стабилитроне. Самое главное – не переборщить силу тока, больше чем Imax, иначе стабилитрону придет кердык. Самым лучшим рабочим режимом стабилитрона считается режим, при котором сила тока через стабилитрон находится где-то в середине между максимальным и минимальным его значением. На графике это и будет рабочей точкой рабочего режима стабилитрона (пометил красным кружком).
Заключение
Раньше, во времена дефицитных деталей и начала расцвета электроники, стабилитрон часто использовался, как ни странно, для стабилизации выходного напряжения блока питания. В старых советских книгах по электронике можно увидеть вот такой участок цепи различных источников питания:
Слева, в красной рамке, я пометил знакомый вам участок цепи блока питания. Здесь мы получаем постоянное напряжение из переменного. Справа же, в зеленой рамке, схема стабилизации ;-).
В настоящее время трехвыводные (интегральные) стабилизаторы напряжения вытесняют стабилизаторы на стабилитронах, так как они в разы лучше стабилизируют напряжение и обладают хорошей мощностью рассеивания.
На Али можно взять сразу целый набор стабилитронов, начиная от 3,3 Вольт и до 30 Вольт. Выбирайте на ваш вкус и цвет.
Можете посмотреть видео на тему “КАК РАБОТАЕТ СТАБИЛИТРОН (ДИОД ЗЕНЕРА)”, рекомендую.
Стабилитроны в SOD323, серия BZT52
Стабилитроны в SOT23, серия BZX84
Стабилитрон в SOT223, серия BZV90
Характеристики стабилитронов серии BZT52
Производитель — PANJIT Характеристики стабилитронов серии BZX84
Производитель — NXP Характеристики стабилитронов серии BZV90
Производитель — NXP Технические характеристики и маркировка cтабилитронов BZV90 Технические характеристики и маркировка cтабилитронов BZT52 Технические характеристики и маркировка cтабилитронов BZX84 Полупроводниковые стабилитроны работают на обратном участке Вольт Амперной характеристики, где имеется сильная зависимость тока от напряжения. Это свойство позволяет использовать диоды Зенера, как часто называют импортные полупроводниковые стабилитроны, в качестве источников опорного напряжения. Стабилитроны, представленные на этой страницы, имеют малую рассеиваемую корпусом мощность, как и прочие маломощные диоды и диодные сборки в аналогичных корпусах. Особый тип стабилитронов, диоды, предназначенные для подавления импульсных помех – ограничительные диоды изготовлены в пластиковых корпусах средней мощности SMA и SMC. В этих корпусах изготавливаются полупроводниковые диоды средней мощности на ток от 1 Ампера, диоды Шоттки, высоковольтные выпрямительные диоды и импульсные диоды. | Корзина Корзина пуста |
это что такое и для чего он нужен? Как работает стабилитрон Стабилитрон на 30 вольт маркировка
Много-много лет тому назад такого слова как стабилитрон не существовало вообще. Тем более в бытовой аппаратуре.
Попробуем представить себе громоздкий ламповый приёмник середины двадцатого века. Многие приносили их в жертву собственному любопытству, когда папа с мамой приобретали что-нибудь новое, а «Рекорд» или «Неман» отдавали на растерзание .
Блок питания лампового приёмника был предельно прост: мощный кубик силового трансформатора , который обыкновенно имел всего две вторичных обмотки, диодный мостик или селеновый выпрямитель, два электролитических конденсатора и резистор на два ватта между ними.
Первая обмотка питала накал всех ламп приёмника переменным током и напряжением 6,3V (вольт), а на примитивный выпрямитель приходило порядка 240V для питания анодов ламп. Ни о какой стабилизации напряжения и речи не шло. Исходя из того, что приём радиостанций вёлся на длинных, средних и коротких волнах с очень узкой полосой и ужасным качеством, наличие или отсутствие стабилизации напряжения питания на это качество совершенно не влияло, а приличной автоподстройки частоты на той элементной базе просто быть не могло.
Стабилизаторы в то время применялись только в военных приёмниках и передатчиках, конечно тоже ламповые. Например: СГ1П – стабилизатор газоразрядный, пальчиковый. Так продолжалось до тех пор, пока не появились транзисторы. И тут выяснилось, что схемы, выполненные на транзисторах очень чувствительны к колебаниям питающего напряжения, и обыкновенным простым выпрямителем уже не обойтись. Используя физический принцип, заложенный в газоразрядных приборах, был создан полупроводниковый стабилитрон реже называемый диод Зенера.
Графическое изображение стабилитрона на принципиальных схемах.
Внешний вид стабилитронов. Первый сверху в корпусе для поверхностного монтажа . Второй сверху – в стеклянном корпусе DO-35 и мощностью 0,5 Вт. Третий, – мощностью 1 Вт (DO-41). Естественно, стабилитроны изготавливают в разнообразных корпусах. Иногда в одном корпусе объединяется два элемента.
Принцип работы стабилитрона.
Прежде всего, не следует забывать, что стабилитрон работает только в цепях постоянного тока. Напряжение на него подают в обратной полярности, то есть на анод стабилитрона будет подан минус «-«. При таком включении через него протекает обратный ток (I обр ) от выпрямителя. Напряжение с выхода выпрямителя может изменяться, будет изменяться и обратный ток, а напряжение на стабилитроне и на нагрузке останется неизменным, то есть стабильным. На следующем рисунке показана вольт-амперная характеристика стабилитрона.
Стабилитрон работает на обратной ветви ВАХ (Вольт-Амперной Характеристики), как показано на рисунке. К его основным параметрам относятся U ст . (напряжение стабилизации) и I ст . (ток стабилизации). Эти данные указаны в паспорте на конкретный тип стабилитрона. Причём величина максимального и минимального тока учитывается только при расчёте стабилизаторов с прогнозируемым большим изменением напряжения.
Основные параметры стабилитронов.
Для того чтобы подобрать нужный стабилитрон необходимо разбираться в маркировках полупроводниковых приборов. Раньше все типы диодов, включая и стабилитроны, обозначались буквой “Д” и цифрой определяющей, что же это за прибор. Вот пример очень популярного стабилитрона Д814 (А, Б, В, Г). Буква показывала напряжение стабилизации.
Рядом паспортные данные современного стабилитрона (2C147A ), который использовался в стабилизаторах для питания схем на популярных сериях микросхем К155 и К133 выполненных по ТТЛ технологии и имеющих напряжение питания 5V.
Чтобы разбираться в маркировках и основных параметрах современных отечественных полупроводниковых приборов необходимо немного знать условные обозначения. Они выглядят следующим образом: цифра 1 или буква Г – германий, цифра 2 или буква К – кремний, цифра 3 или буква А – арсенид галлия. Это первый знак. Д – диод, Т – транзистор, С – стабилитрон, Л – светодиод. Это второй знак. Третий знак это группа цифр обозначающих сферу применения прибора. Отсюда: ГТ 313 (1Т 313) – высокочастотный германиевый транзистор, 2С147 – кремниевый стабилитрон с номинальным напряжением стабилизации 4,7 вольта, АЛ307 – арсенид-галлиевый светодиод.
Вот схема простого, но надёжного стабилизатора напряжения.
Между коллектором мощного транзистора и корпусом подается напряжение с выпрямителя и равное 12 – 15 вольт. С эмиттера транзистора мы снимаем 9V стабилизированного напряжения, так как в качестве стабилитрона VD1 мы используем надёжный элемент Д814Б (см. таблицу). Резистор R1 – 1кОм, транзистор КТ819 обеспечивающий ток до 10 ампер.
Транзистор необходимо разместить на радиаторе-теплоотводе. Единственный недостаток данной схемы – это невозможность регулировки выходного напряжения. В более сложных схемах подстроечный резистор, конечно, имеется. Во всех лабораторных и домашних радиолюбительских источниках питания есть возможность регулировки выходного напряжения от 0 и до 20 – 25 вольт.
Интегральные стабилизаторы.
Развитие интегральной микроэлектроники и появление многофункциональных схем средней и большой степени интеграции, конечно, коснулось и проблем связанных со стабилизацией напряжения. Отечественная промышленность напряглась и выпустила на рынок радиоэлектронных компонентов серию К142, которую составляли как раз интегральные стабилизаторы. Полное название изделия было КР142ЕН5А, но так как корпус был маленький и название не убиралось целиком, стали писать КРЕН5А или Б, а в разговоре они назывались просто «кренки».
Сама серия была достаточно большая. В зависимости от буквы варьировалось выходное напряжение. Например, КРЕН3 выдавал от 3 до 30 вольт с возможностью регулировки, а КРЕН15 был пятнадцативольтовым двухполярным источником питания.
Подключение интегральных стабилизаторов серии К142 было крайне простым. Два сглаживающих конденсатора и сам стабилизатор. Взгляните на схему.
Если есть необходимость получить другое стабилизированное напряжение, то поступают следующим образом: допустим, мы используем микросхему КРЕН5А на 5V, а нам нужно другое напряжение. Тогда между вторым выводом и корпусом ставится стабилитрон с таким расчётом, чтобы сложив напряжение стабилизации микросхемы, и стабилитрона мы получили бы нужное напряжение. Если мы добавим стабилитрон КС191 на V = 9,1 + 5V микросхемы, то на выходе мы получим 14.1 вольт.
R3 10k (4k7 – 22k) reostat R6 0.22R 5W (0,15- 0.47R) R8 100R (47R – 330R) | C1 1000 x35v (2200 x50v) C2 1000 x35v (2200 x50v) C5 100n ceramick (0,01-0,47) | T1 KT816 (BD140) T2 BC548 (BC547) T3 KT815 (BD139) T4 KT819(КТ805,2N3055) T5 KT815 (BD139) VD1-4 КД202 (50v 3-5A) VD5 BZX27 (КС527) VD6 АЛ307Б, К (RED LED) |
Регулируемый стабилизированный блок питания – 0-24 V , 1 – 3А
с ограничением тока.
Блок питания (БП) предназначен для получения регулируемого стабилизированного выходного напряжения от 0 до 24v при токе порядка 1-3А, проще говоря чтобы не покупали вы батарейки, а использовали его для эксперементов со своими конструкциями.
В блоке питания предусмотрена так называемая защита т е ограничение максимального тока.
Для чего это нужно? Для того что бы этот БП служил верой и правдой, не боясь коротких замыканий и не требовал ремонта, так сказать «несгораемый и неубиваемый»
На Т1 собран стабилизатор тока стабилитрона, т е имеется возможность установки практически любого стабилитрона с напряжением стабилизации менее входного напряжения на 5 вольт
Это значит, что при установке стабилитрона VD5 допустим ВZX5,6 или КС156 на выходе стабилизатора получим регулируемое напряжение от 0 до приблизительно 4 вольт, соответственно — если стабилитрон на 27 вольт, то максимальное выходное напряжение будет в пределах 24-25 вольт.
Трансформатор следует выбирать примерно так- переменное напряжение вторичной обмотки должно быть примерно на 3-5 вольт больше того, которое вы рассчитываете получить на выходе стабилизатора, которое в свою очередь зависит от установленного стабилитрона,
Ток вторичной обмотки трансформатора как минимум должен быть не менее того тока, который нужно получить на выходе стабилизатора.
Выбор конденсаторов по емкости С1 и С2 –примерно по 1000-2000 мкф на 1А, С4 – 220 мкф на 1А
Несколько сложнее с емкостями по напряжению – рабочее напряжение грубо рассчитывается по такой методике – переменное напряжение вторичной обмотки трансформатора делится на 3 и умножается на 4
(~ Uвх:3×4)
Т е – допустим, что выходное напряжение вашего трансформатора порядка 30 вольт – 30 делим на 3 и множим на 4 – получаем 40 – значит рабочее напряжение конденсаторов должно быть более чем 40 вольт.
Уровень ограничения тока на выходе стабилизатора зависит от R6 по минимуму и R8 (по максимуму вплоть до отключения)
При установке перемычки вместо R8 между базой VТ5 и эмиттером VТ4 при сопротивлении R6 равном 0,39 ом ток ограничения будет примерно на уровне 3А,
Как понять «ограничение»? Очень просто – выходной ток даже в режиме короткого замыкания на выходе не превысит 3 А, за счет того что выходное напряжение будет автоматически снижено практически до нуля,
А можно ли заряжать автомобильный аккумулятор? Запросто. Достаточно выставить регулятором напряжения, извиняюсь — потенциометром R3 напряжение 14,5 вольта на холостом ходу (т е с отключенным аккумулятором) а потом подключить к выходу блока, аккумулятор, И пойдет ваш аккумулятор заряжаться стабильным током до уровня 14,5в, Ток по мере зарядки будет уменьшаться и когда достигнет значения 14,5 вольта (14,5 в – напряжение полностью заряженного акк) он будет равен нулю.
Как отрегулировать ток ограничения. Выставить на выходе стабилизатора напряжение на холостом ходу порядка 5-7 вольт. Затем к выходу стабилизатора подключить сопротивление примерно на 1 ом мощностью 5-10 ватт и последовательно с ним амперметр. Подстроечным резистором R8 выставить требуемый ток. Правильно выставленный ток ограничения можно проконтролировать выкручивая потенциометр регулировки выходного напряжения на максимум до упора При этом ток, контролируеммый амперметром должен оставаться на прежнем уровне.
Теперь про детали. Выпрямительный мостик – диоды желательно выбирать с запасом по току минимум раза в полтора, Указанные КД202 диоды могут без радиаторов достаточно долго работать при токе 1 ампер, но ежели рассчитываете что вам этого мало, то установив радиаторы можно обеспечить 3-5 ампер, вот только нужно посмотреть в справочнике какие из них и с какой буквой могут до 3 а какие и до 5 ампер. Хочется больше – загляните в справочник и выбирайте диоды помощнее, скажем ампер на 10.
Транзисторы – VT1 и VT4 устанавливать на радиаторы. VT1 будет слегка греться поэтому и радиатор нужен небольшой, а вот VT4 да в режиме ограничения тока будет греться довольно таки хорошо. Поэтому и радиатор нужно подобрать внушительный, можно и вентилятор от блока питания компьютера к нему приспособить – поверьте, не помешает.
Особо пытливым – почему греется транзистор? Ток то течет по нему и чем больше ток, тем больше греется транзистор. Давайте посчитаем – на входе, на конденсаторах 30 вольт. На выходе стабилизатора ну скажем вольт так 13, В итоге между коллектором и эмиттером остается 17 вольт.
Из 30 вольт минусуем 13 вольт получаем 17 вольт (кто хочет видит тут математику, а мне как то на память приходит один из законов дедушки Киргофа, про сумму падений напряжения)
Ну так вот, тот же Киргоф, что то говорил о токе в цепи, наподобие того что какой ток течет в нагрузке, такой же ток и через транзистор VT4 течет. Скажем ампера эдак 3 течет, резистор в нагрузке греется транзистор тоже греется, Так вот тепло это, которым воздух греем и можно назвать мощностью, которая рассеивается… Но попробуем выразиться математически, то бишь
школьный курс физики
где Р — это мощность в ваттах, U – напряжение на транзисторе в вольтах, а J — ток который течет и через нашу нагрузку и через амперметр и естественно через транзистор.
Итак 17 вольт множим на 3 ампера получаем 51 ватт рассеивающийся на транзисторе,
Ну а допустим подключим сопротивление на 1 ом. По закону Ома при токе 3А падение напряжения на резисторе получится 3 вольта и рассеиваемая мощность величиной в 3 ватта начнет греть сопротивление. Тогда падение напряжения на транзисторе: 30 вольт минус 3 вольта = 27 вольт, а мощность рассеиваимая на транзисторе 27v×3A=81 ватт… Теперь заглянем в справочник, в раздел транзисторы. Ежели проходной транзистор т е VТ4 у нас стоит скажем КТ819 в пластмассовом корпусе то по справочнику выходит что он не выдержит т к мощность рассеивания (Рк*max) у него 60 ватт, но зато в металлическом корпусе (КТ819ГМ, аналог 2N3055) – 100 ватт – вот этот подойдет, но радиатор обязателен.
Надеюсь на счет транзисторов более менее понятно, перейдем к предохранителям. Вообще то предохранитель это последняя инстанция, реагирующая на грубые ошибки допущенные вами и «ценой своей жизни» предотвращающая…. Давайте допустим что в первичной обмотке трансформатора по каким то причинам произошло замыкание,или во вторичной. Может от того что перегрелся, может изоляция прохудилась, а может и просто – неправильное соединение обмоток, но предохранителей нет. Трансформатор дымит, изоляция плавится,сетевой провод пытаясь выполнить доблестную функцию предохранителя, горит и не дай бог если на распределительном шите вместо автомата у вас стоят пробоки с гвоздиками вместо предохранителей.
Один предохранитель на ток примерно на 1А больше чем ток ограничения блока питания (т е 4-5А), должен стоять между диодным мостом и трансформатором, а второй между трансформатором и сетью 220 вольт примерно на 0,5-1 ампер.
Трансформатор. Самое пожалуй дорогое в конструкции Грубо говоря чем массивнее трансформатор тем он мощнее. Чем толще провод вторичной обмотки, тем больший ток может отдать трансформатор. Все это сводится к одному – мощности трансформатора. Так как же выбрать трансформатор? Опять школьный курс физики, раздел электротехника…. Опять 30 вольт, 3 ампера и в итоге мощность 90 ватт. Это минимум, который следует понимать так – этот трансформатор кратковременно может обеспечить выходное напряжение 30 вольт при токе 3 ампера, Поэтому желательно накинуть по току запас минимум процентов 10, а лучше все 30-50 процентов. Так что 30 вольт при токе 4-5 ампер на выходе трансформатора и ваш БП сможет часами если не сутками отдавать ток 3 ампера в нагрузку.
Ну и тем кто желает получть максимум по току от этого БП, скажем ампер эдак 10.
Первое – соответствующий вашим запросам трансформатор
Второе – диодный мост ампер на 15 и на радиаторы
Третье – проходной транзистор заменить на два-три соединенных в параллель с сопротивлениями в эмиттерах по 0,1 ом (радиатор и принудительный обдув)
Четвертое- емкости желательно конечно увеличить, но в том случае если БП будет использоваться как зарядное устройство – это не критично.
Пятое – армировать токопроводящие дорожки по пути следования больших токов напайкой дополнительных проводников и соответственно не забывать про соединительные провода «потолще»
Схема подключения запараллеленных транзисторов вместо одного
Простейший блок питания 0-30 Вольт для радиолюбителя.
Схема.
В этой статье мы продолжаем тему схемотехники блоков питания для радиолюбительских лабораторий. На сей раз речь пойдет о самом простом устройстве, собранном из радиодеталей отечественного производства, и с минимальным их количеством.
И так, принципиальная схема блока питания:
Как видите, все просто и доступно, элементная база имеет широкое распространение и не содержит дефицитов.
Начнем с трансформатора. Мощность его должна быть не менее 150 Ватт, напряжение вторичной обмотки — 21…22 Вольта, тогда после диодного моста на емкости С1 вы получите порядка 30 Вольт. Рассчитывайте так, чтобы вторичная обмотка могла обеспечивать ток 5 Ампер.
После понижающего трансформатора стоит диодный мост, собранный на четырех 10-ти амперных диодах Д231. Запас по току конечно хороший, но конструкция получается довольно громоздкая. Наилучшим вариантом будет использование импортной диодной сборки типа RS602, при небольших габаритах она рассчитана на ток 6 Ампер.
Электролитические конденсаторы рассчитаны на рабочее напряжение 50 Вольт. С1 и С3 можно ставить от 2000 до 6800 мкФ.
Стабилитрон Д1 — он задает верхний предел регулировки выходного напряжения. На схеме мы видим надпись Д814Д х 2 , это значит, что Д1 состоит из двух последовательно соединенных стабилитронов Д814Д. Напряжение стабилизации одного такого стабилитрона составляет 13 Вольт, значит два последовательно соединенных дадут нам верхний предел регулировки напряжения 26 вольт минус падение напряжения на переходе транзистора Т1. В результате вы получите плавную регулировку от нуля до 25 вольт.
В качестве регулирующего транзистора в схеме применен КТ819, они выпускаются в пластиковых и металлических корпусах. Расположение выводов, размеры корпусов и параметры этого транзистора смотрите на следующих двух изображениях.
Стабилитрон — это полупроводниковый диод с уникальными свойствами. Если обычный полупроводник при обратном включении является изолятором, то он выполняет эту функцию до определенного роста величины приложенного напряжения, после чего происходит лавинообразный обратимый пробой. При дальнейшем увеличении протекающего через стабилитрон обратного тока напряжение продолжает оставаться постоянным за счет пропорционального уменьшения сопротивления. Таким путем удается добиться режима стабилизации.
В закрытом состоянии через стабилитрон сначала проходит небольшой ток утечки. Элемент ведет себя как резистор, величина сопротивления которого велика. При пробое сопротивление стабилитрона становится незначительным. Если дальше продолжать повышать напряжение на входе, элемент начинает греться и при превышении током допустимой величины происходит необратимый тепловой пробой. Если дело не доводить до него, при изменении напряжения от нуля до верхнего предела рабочей области свойства стабилитрона сохраняются.
Когда напрямую включается стабилитрон, характеристики не отличаются от диода. При подключении плюса к p-области, а минуса — к n-области сопротивление перехода мало и ток через него свободно протекает. Он нарастает с увеличением входного напряжения.
Стабилитрон — это особый диод, подключаемый большей частью в обратном направлении. Элемент сначала находится в закрытом состоянии. При возникновении электрического пробоя стабилитрон напряжения поддерживает его постоянным в большом диапазоне тока.
На анод подается минус, а на катод — плюс. За пределами стабилизации (ниже точки 2) происходит перегрев и повышается вероятность выхода элемента из строя.
Характеристики
Параметры стабилитронов следующие:
- U ст — напряжение стабилизации при номинальном токе I ст;
- I ст min — минимальный ток начала электрического пробоя;
- I ст max — максимальный допустимый ток;
- ТКН — температурный коэффициент.
В отличие от обычного диода, стабилитрон — это полупроводниковое устройство, у которого на вольт-амперной характеристике области электрического и теплового пробоя достаточно далеко расположены друг от друга.
С максимально допустимым током связан параметр, часто указываемый в таблицах — мощность рассеивания:
P max = I ст max ∙ U ст.
Зависимость работы стабилитрона от температуры может быть как с положительным ТКН, так и отрицательным. При последовательном подключении элементов с разными по знакам коэффициентами создаются прецизионные стабилитроны, не зависящие от нагрева или охлаждения.
Схемы включения
Типовая схема простого стабилизатора, состоит из балластного сопротивления R б и стабилитрона, шунтирующего нагрузку.
В некоторых случаях происходит нарушение стабилизации.
- Подача на стабилизатор большого напряжения от источника питания при наличии на выходе фильтрующего конденсатора. Броски тока при его зарядке могут вызвать выход из строя стабилитрона или разрушение резистора R б.
- Отключение нагрузки. При подаче на вход максимального напряжения ток стабилитрона может превысить допустимый, что приведет к его разогреву и разрушению. Здесь важно соблюдать паспортную область безопасной работы.
- Сопротивление R б подбирается небольшим, чтобы при минимально возможной величине напряжения питания и максимально допустимом токе на нагрузке стабилитрон находился в рабочей зоне регулирования.
Для защиты стабилизатора применяются тиристорные схемы защиты или
Резистор R б рассчитывается по формуле:
R б = (U пит — U ном)(I ст + I н).
Ток стабилитрона I ст выбирается между допустимыми максимальным и минимальным значениями, в зависимости от напряжения на входе U пит и тока нагрузки I н.
Выбор стабилитронов
Элементы имеют большой разброс по напряжению стабилизации. Чтобы получить точное значение U н, стабилитроны подбираются из одной партии. Есть типы с более узким диапазоном параметров. При большой мощности рассеивания элементы устанавливают на радиаторы.
Для расчета параметров стабилитрона необходимы исходные данные, например, такие:
- U пит = 12-15 В — напряжение входа;
- U ст = 9 В — стабилизированное напряжение;
Параметры характерны для устройств с небольшим потреблением энергии.
Для минимального входного напряжения 12 В ток на нагрузке выбирается по максимуму — 100 мА. По закону Ома можно найти суммарную нагрузку цепи:
R ∑ = 12 В / 0,1 А = 120 Ом.
На стабилитроне падение напряжения составляет 9 В. Для тока 0,1 А эквивалентная нагрузка составит:
R экв = 9 В / 0,1 А = 90 Ом.
Теперь можно определить сопротивление балласта:
R б = 120 Ом — 90 Ом = 30 Ом.
Оно выбирается из стандартного ряда, где значение совпадает с расчетным.
Максимальный ток через стабилитрон определяется с учетом отключения нагрузки, чтобы он не вышел из строя в случае, если какой-либо провод отпаяется. Падение напряжения на резисторе составит:
U R = 15 — 9 = 6 В.
Затем определяется ток через резистор:
I R = 6/30 = 0,2 А.
Поскольку стабилитрон подключен к нему последовательно, I c = I R = 0,2 А.
Мощность рассеивания составит P = 0,2∙9 = 1,8 Вт.
По полученным параметрам подбирается подходящий стабилитрон Д815В.
Симметричный стабилитрон
Симметричный диодный тиристор представляет собой переключающий прибор, проводящий переменный ток. Особенностью его работы является падение напряжения до нескольких вольт при включении в диапазоне 30-50 В. Его можно заменить двумя встречно включенными обычными стабилитронами. Устройства применяют в качестве переключающих элементов.
Аналог стабилитрона
Когда не удается подобрать подходящий элемент, используют аналог стабилитрона на транзисторах. Их преимуществом является возможность регулирования напряжения. Для этого можно применять усилители постоянного тока с несколькими ступенями.
На входе устанавливают делитель напряжения с R1. Если входное напряжение возрастает, на базе транзистора VT1 оно также увеличивается. При этом растет ток через транзистор VT2, который компенсирует увеличение напряжения, поддерживая тем самым его стабильным на выходе.
Маркировка стабилитронов
Выпускаются стеклянные стабилитроны и стабилитроны в пластиковых корпусах. В первом случае на них наносятся 2 цифры, между которыми располагается буква V. Надпись 9V1 обозначает, что U ст = 9,1 В.
На пластиковом корпусе надписи расшифровываются с помощью даташита, где также можно узнать другие параметры.
Темным кольцом на корпусе обозначается катод, к которому подключается плюс.
Заключение
Стабилитрон — это диод с особыми свойствами. Достоинством стабилитронов является высокий уровень стабилизации напряжения при широком диапазоне изменения рабочего тока, а также простые схемы подключения. Для стабилизации малого напряжения приборы включают в прямом направлении, и они начинают работать как обычные диоды.
| Стабилитрон 4.3V 0.5W BZX55C 4V3, BZX79 C4V3 |
| Стабилитрон 4.3V 1.3W 1N4731A, BZV85C-4V3 |
| Стабилитрон 4.7V 0.5W BZX55C 4V7, BZX79 C4V7 |
| Стабилитрон 4.7V 1.3W 1N4732A, BZV85C-4V7 |
| Стабилитрон 5.1V 0.5W BZX55C 5V1, BZX79 C5V1 |
| Стабилитрон 5.1V 1.3W 1N4733A, BZV85C-5V1 |
| Стабилитрон 5.6V 0.5W BZX55C 5V6, BZX79 C5V6 |
| Стабилитрон 5.6V 1.3W 1N4734A, BZV85C-5V6 |
| Стабилитрон 6.2V 0.5W BZX55C 6V2, BZX79 C6V2 |
| Стабилитрон 6.2V 1.3W 1N4735A, BZV85C-6V2 |
| Стабилитрон 6.8V 0.5W BZX55C 6V8, BZX79 C6V8 |
| Стабилитрон 6.8V 1.3W 1N4736A, BZV85C-6V8 |
| Стабилитрон 7.5V 0.5W BZX55C 7V5, BZX79 C7V5 |
| Стабилитрон 7.5V 1.3W 1N4737A, BZV85C-7V5 |
| Стабилитрон 8.2V 0.5W BZX55C 8V2, BZX79 C8V2 |
| Стабилитрон 8.2V 1.3W 1N4738A, BZV85C-8V2 |
| Стабилитрон 9.1V 0.5W BZX55C 9V1, BZX79 C9V1 |
| Стабилитрон 9.1V 1.3W 1N4739A, BZV85C-9V1 |
| Стабилитрон 10V 0.5W BZX55C,79 10V, 1N5240, 1N758 |
| Стабилитрон 10V 1.3W 1N4740A, BZV85C-10V |
| Стабилитрон 11V 0.5W BZX55C 11V, BZX79 C11V |
| Стабилитрон 12V 0.5W BZX55C 12V, BZX79 C12V |
| Стабилитрон 12V 1.3W 1N4742A, BZV85C-12V |
| Стабилитрон 13V 0.5W BZX55C 13V, BZX79 C13V |
| Стабилитрон 13V 1.3W 1N4743A, BZV85C-13V |
| Стабилитрон 15V 0.5W BZX55C 15V, BZX79 C15V |
| Стабилитрон 15V 1.3W 1N4744A, BZV85C-15V |
| Стабилитрон 18V 0.5W BZX55C 18V, BZX79 C18V |
| Стабилитрон 18V 1.3W 1N4746A, BZV85C-18V |
| Стабилитрон 20V 0.5W BZX55C 20V, BZX79 C20V |
| Стабилитрон 20V 1.3W 1N4747A, BZV85C-20V |
| Стабилитрон 22V 0.5W BZX55C 22V, BZX79 C22V |
| Стабилитрон 22V 1.3W 1N4748A, BZV85C-22V |
| Стабилитрон 24V 0.5W BZX55C 24V, BZX79 C24V |
| Стабилитрон 24V 1.3W 1N4749A, BZV85C-24V |
| Стабилитрон 27V 0.5W BZX55C 27V, BZX79 C27V |
| Стабилитрон 27V 1.3W 1N4750A, BZV85C-27V |
| Стабилитрон 30V 0.5W BZX55C 30V, BZX79 C30V |
| Стабилитрон 30V 1.3W 1N4751A, BZV85C-30V |
| Стабилитрон 33V 0.5W BZX55C 33V, BZX79 C33V |
| Стабилитрон 33V 1.3W 1N4752A, BZV85C-33V |
| Стабилитрон 36V 0.5W BZX55C 36V, BZX79 C36V |
| Стабилитрон 36V 1.3W 1N4753A, BZV85C-36V |
| Стабилитрон 39V 1.3W 1N4754A, BZV85C-39V |
| Стабилитрон 43V 1.3W 1N4755A, BZV85C-43V |
| Стабилитрон 47V 0.5W BZX55C 47V, BZX79 C47V |
| Стабилитрон 47V 1.3W 1N4756A, BZV85C-47V |
| Стабилитрон 51V 1.3W 1N4757A, BZV85C-51V |
| Стабилитрон 56V 1.3W 1N4758A, BZV85C-56V |
| Стабилитрон 75V 1.3W 1N4761A, BZV85C-75V |
| Стабилитрон 82V 1.3W 1N4762A, BZV85C-82V |
| Стабилитрон 91V 1.3W 1N4763A, BZV85C-91V |
| Стабилитрон 100V 0.5W BZX55C 100V, BZX79 C100V |
| Стабилитрон R2K 150v do-201 |
| Стабилитрон R2KN Vz=150-170 V |
| Стабилитрон R2KY Vz=130-155 V |
| Стабилитрон R2M Vz=135-180 V |
| Стабилитрон RM25 (MA2560) 56V |
Как читать код стабилитрона
Спасибо производителям, где на их основных платах напечатано слово «ZD», которое относится к стабилитрону, а «D» означает диод. Однако, судя по моему опыту на некоторых печатных платах, маркировка « D ‘также может представлять собой стабилитрон. Это введет техника в заблуждение, заставив его поверить, что стабилитрон на самом деле является диодом. Если технический специалист или инженер должен знать или относиться к маркировке с осторожностью. Единственный способ узнать это — обратиться к кодовому номеру, напечатанному на корпусе компонента, из книги данных полупроводников.Без справочника данных довольно сложно узнать фактическое напряжение стабилитрона. Если у вас нет книги данных, вы можете зайти в поисковую систему Google и ввести следующий код и надеяться, что вы найдете там ответ! Неправильная замена стабилитрона может привести к неисправности вашего оборудования, а иногда и к его взрыву. Время и деньги — потеря времени из-за того, что мы не знаем, как правильно определить напряжение стабилитрона.
Если вы не можете идентифицировать код, не беспокойтесь, так как этот информационный бюллетень поможет вам успешно прочитать код стабилитрона.
5,1 = 5,1 В стабилитрон
5 В1 = 5,1 В стабилитрон
12 = стабилитрон 12 В
12 В = стабилитрон 12 В
BZX85C22 = 22 Вольт 1 Вт стабилитрон ЗАМЕНА УПРАВЛЯЮЩЕГО СТАБИЛИЗАТОРА EC (см. )
BZY85C22 = стабилитрон 22 В, 1/2 Вт (см. ГЛАВНОЕ РУКОВОДСТВО ПО ЗАМЕНЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ЭКГ PHILIPS)
Примечание. Также имеется номер детали, такой как BZVXXXXX, который вы должны найти в КНИГЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ЭКГ.
1N4746 = стабилитрон 18 В, 1 Вт (см. РУКОВОДСТВО ПО ЗАМЕНЕ ГЛАВНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ЭКГ PHILIPS)
6C2 = 6.Стабилитрон 2 Вольт. (Если вы посмотрите на код стабилитрона, он будет записан как 6C2, ЧТЕНИЕ С ВЕРХОМ ВНИЗ) Не читайте снизу вверх, иначе вы получите значение 2C6, которое вы не можете найти в справочнике!
Думаю, многие спросят, как мне получить напряжение по коду 6C2. По-прежнему обратитесь к книге ЭКГ, вам нужно найти номер детали HZ. Это значит, что вместо того, чтобы искать 6C2, ищите HZ6C2, и вы получите ответ! Наименьшее напряжение стабилитрона, с которым я столкнулся, было 2,4 вольт, а максимальное — 200 вольт 5 ватт.
Заключение — Будьте внимательны при проверке номера детали стабилитрона. Не всегда предполагайте, что малый сигнальный диод всегда является стабилитроном. Внимательно следите за маркировкой на основной плате и прочтите номер детали стабилитрона. Обратитесь к справочнику по полупроводникам, предпочтительно КНИГУ ДАННЫХ ПО ПОЛУПРОВОДНИКАМ ЭКГ, которую вы можете получить у местного дистрибьютора электроники. Имея это в виду, вы успешно найдете правильное напряжение стабилитрона.
Как читать код стабилитрона
Многие техники не понимают, как на самом деле можно узнать код стабилитрона.На нем указаны многочисленные формы кода количества телосложения. Внешний вид и форму стабилитрона иногда можно принять за стандартный знаковый диод. Чтобы отличить его, нужно указать кодовый номер на корпусе, будь то обычный диод или стабилитрон. Из-за места производителя на их основных платах напечатана фраза «ZD», которая относится к стабилитрону, а «D» — к диоду.
Тем не менее, на моей опытной печатной плате маркировка «D» также может символизировать стабилитрон.Это введет техника в заблуждение, заставив поверить, что стабилитрон определенно является диодом. Мы, как техник или инженер, должны знать маркировку или относиться к ней осторожно. Один из способов выяснить это — обратиться к количеству кода, напечатанному на корпусе элемента из электронной книги с информацией о полупроводниках. Без информационной электронной книги довольно сложно определить точное напряжение стабилитрона. Если у вас нет электронной книги с информацией, возможно, вы зайдете в поисковую систему Google, отсортируете следующий код и надеетесь, что найдете там ответ! Ошибочная замена стабилитрона может привести к неисправности вашего оборудования и, как правило, даже к его взрыву.Деньги и время — потеряны из-за того, что мы не знаем точного определения напряжения стабилитрона. Если вы не можете определить код, не волнуйтесь, эта статья предназначена для того, чтобы эффективно проинформировать вас о том, как выучить код стабилитрона.
5,1 = 5,1 В стабилитрон
5V1 = 5,1 В стабилитрон
12 = стабилитрон 12 В
12 В = стабилитрон 12 В
BZX85C22 = стабилитрон 22 В, 1 Вт (обратитесь за консультацией в ГЛАВНОЕ РУКОВОДСТВО ПО ЗАМЕНЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ECG PHILIPS)
BZY85C22 = 22 В, половина ваттного стабилитрона (обратитесь за консультацией в ГЛАВНОЕ РУКОВОДСТВО ПО ЗАМЕНЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ECG PHILIPS)
Word: Может быть дополнительно половина количества, сравнимого с BZVXXXXX, где важно найти его из КНИГИ ПОЛУПРОВОДНИКА ЭКГ.
1N4746 = стабилитрон 18 В, 1 Вт (обратитесь за консультацией в РУКОВОДСТВО ПО ЗАМЕНЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ECG PHILIPS)
6C2 = стабилитрон 6,2 В. (Если вы посмотрите на код стабилитрона, он записан как 6C2, ЧТЕНИЕ ОТ ВЕРХА К ВНИЗУ) Не учитесь снизу вверх, в любом другом случае вы получите 2C6, который вы не можете обнаружить из информационной электронной книги!
Думаю, многие спросят, как мне получить напряжение по коду 6С2. Тем не менее, обратитесь за советом к электронной книге ЭКГ, важно искать половинное количество Гц.Это означает, что вместо обнаружения 6C2 ищите HZ6C2, и вы получите ответ! Нижнее напряжение стабилитрона, которое я получил здесь, было 2 четыре вольта, а самое лучшее — 200 вольт 5 ватт.
Заключение — Будьте внимательны при проверке половинной разновидности стабилитрона. Не думайте, что маленький знаковый диод всегда является стабилитроном. Внимательно следите за маркировкой на основной плате и просматривайте половину количества стабилитрона. Обратитесь за советом в электронную книгу по полупроводникам, в идеале — КНИГУ ДАННЫХ ПО ПОЛУПРОВОДНИКАМ ЭКГ, которую вы получите у местного дистрибьютора цифровых устройств.Обладая этой информацией, вы сможете быстро определить точное напряжение стабилитрона.
визуальная идентификация / распознавание — стабилитрона на 12 вольт и один ватт, уже подключенного к старому ci.
Еще раз спасибо Аудио —-Вы перерисовали схему — ТОЧНО так же, как и я —— много лет назад —
Схема не показывает «переход» на R1 — и контакт 3 не идет на отрицательную землю == ok
Я исправил это много лет назад с помощью этого форума —
Однако —— ваш исправленный рисунок — это то, что я использовал годами !!
он ПРОСТО ДЕРЖИТ ИСКАЖЕНИЕ !!!!! ——
и нельзя подключить 2 батареи по 12 Вольт — независимо от того, сильные / слабые или дорогие —
через эту схему, которую вы нарисовали для меня —
У меня есть построили ДЕСЯТКИ —- вашей исправленной схемы —- они никогда не давали чистый звук!
потрескивающий / приглушенный / но иногда громкий голос — потом бах шипит — пропал — перегрев TDA2006
(ЖЖЕТ ПАЛЬЦЫ) должен быть помечен этим нечетным T REF GROUND
(очень вводящий в заблуждение термин) —
, то есть его две цепи на 12 В — В одной !!
, но независимо от того, какие — батареи, которые вы используете (сдвоенные 6 вольт) или сдвоенные 12 вольт) с 3-м терминалом MIDWAY —
tda ворчит вечно —
ЕДИНСТВЕННЫЙ ПУТЬ ВПЕРЕД — ЗДЕСЬ —
ДЛЯ ВАС ПОСТРОИТЬ ЭТУ «ИСПРАВЛЕННУЮ» ЦЕПЬ — САМОСТОЯТЕЛЬНО!
таким образом — вы увидите, что я говорю все время ——- и ваш опыт / гений / годы обучения —
— победит этого монстра ——-
IBEG, КОТОРЫЙ ВЫ ИМЕЕТЕ назад — используйте макетную плату или другой изощренный метод, который вы, ребята, используете —
для тестирования? проверьте схемы — у вас есть осциллографы и другие превосходные устройства, я уверен?
Местные сотрудники Университета посоветовали мне поиграть —— их электронные лаборатории / эксперты НЕ находятся в моем распоряжении!
много лет назад на форумах — надоело, что я их приставал к этому 2006 году -!
был унижен / оскорблен шутливым / сарказмом — грузовиком 1
Однако — я не уступлю —— и ваше терпение очень впечатляет!
Помогите пожалуйста ———? построить этого демона — и я могу положить его на покой — раз и навсегда!
Моя последняя попытка заключалась в том, чтобы проследить настоящие «змейки на печатной плате» —
, наложенные на латунную регулировочную пластину толщиной 1/2 мм —
вырезал каждую «змейку?» Кропотливо — супер приклеил к тонкий фанерный блок —
— вуаля — прессовать и очистить латунь —— легкое шлифование — припаять все компоненты
TDA —2006 —- независимо от того, насколько улучшились мои контактные поверхности — тройной проверенные контакты / компоненты —
отказывается усиливать вход гитары / голоса / даже FX — весь рев, как морской прибой ——
Пожалуйста, попробуйте сконструировать это по-своему — если у вас все получится (я знаю, вы найдете виноват)
Я буду бесконечно благодарен —
но ваше терпение к настоящему времени иссякло — не могу винить вас, ребята —
Я действительно ценю всю помощь, которую вы мне оказали — (узнал еще один квантовый скачок)
с уважением —- Zamdude —— или Zendode —-
Как проверить стабилитрон
Стабилитрон — это диод, предназначенный для работы в области пробоя.Эти условия разрушают нормальные диоды, но стабилитрон проводит небольшой ток. Он поддерживает постоянное напряжение на устройстве, поэтому обычно используется в качестве простого регулятора напряжения во многих схемах. Чтобы проверить один, используйте мультиметр, чтобы проверить его напряжение как внутри, так и вне цепи.
Стабилитрон 1N4734A имеет номинальную мощность 5,6 В и 1 Вт. Он подает на цепь стабильное напряжение 5,6 В. Максимальный ток составляет примерно 1 Вт / 5,6 В = 179 мА. Чтобы предотвратить чрезмерный ток в тестовой цепи, используйте резистор на 200 Ом последовательно с диодом.
Установка мультиметра на диоде. Обычно это обозначается маленьким символом диода на корпусе.
Измерьте прямое падение напряжения на стабилитроне. Сделайте это, подключив положительный или красный провод мультиметра к анодной стороне диода, на которой нет маркировки. Поместите отрицательный или черный провод на катодную сторону диода, отмеченную полосой. Стабилитрон сделан из кремния, поэтому неповрежденное устройство показывает от 0,5 до 0,7 В при прямом смещении.
Измерьте напряжение обратного смещения на стабилитроне, переключив щупы мультиметра. Поместите положительный вывод на сторону с маркировкой или со стороны катода, а отрицательный провод на сторону без маркировки или со стороны анода. Вы должны получить показания, указывающие на бесконечное сопротивление или отсутствие тока.
Присоедините положительный полюс 9-вольтовой батареи к одной стороне резистора, а другой конец резистора подсоедините к катодной стороне стабилитрона, чтобы он имел обратное смещение. Затем подключите оставшуюся клемму диода к отрицательной клемме аккумулятора.
Установите мультиметр в режим постоянного напряжения. Измерьте напряжение на диоде, поместив провод мультиметра на каждую клемму. Он должен показывать примерно 5,6 вольт, хотя значение может быть от 5,32 до 5,88 вольт. Обратите внимание, что напряжение между аккумулятором и землей остается на уровне 9 В.
3 Вт DO-41 Surmetic 30 стабилитроны
% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj / Title (1N5913B — Регуляторы напряжения на стабилитронах DO-41 Surmetic 30, 3 Вт) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > транслировать application / pdf
Общие сведения о технических характеристиках стабилитрона »Примечания к электронике
Как и любой другой компонент, стабилитрон / диод опорного напряжения имеет характеристики, позволяющие выбрать правильное устройство для любой данной конструкции.
Учебное пособие по стабилитронам / эталонным диодам В комплект входит:
Стабилитроны
Теория работы стабилитрона
Технические характеристики стабилитрона
Схемы на стабилитронах
Другие диоды: Типы диодов
В таблицах данных указывается множество различных параметров или спецификаций для стабилитронов — эти параметры определяют характеристики диода в определенных пределах, и их изучение является неотъемлемой частью любого процесса проектирования.
При выборе подходящего опорного стабилитрона для любого заданного положения в цепи необходимо убедиться, что он будет соответствовать его требованиям. Понимание технических характеристик является ключом к выбору подходящего устройства.
В технических характеристиках стабилитронов, приведенных в технических описаниях, можно увидеть множество различных параметров. Некоторые из наиболее важных из них приведены ниже.
Характеристики стабилитрона IV
ВАХ стабилитрона / опорного диода напряжения является ключом к его работе.В прямом направлении диод работает так же, как и любой другой, но в обратном направлении могут быть использованы его конкретные рабочие параметры.
Вольт-амперная характеристика стабилитронаСтабилитрон имеет нормальную прямую характеристику, при которой ток возрастает после достижения начального напряжения включения. Обычно это 0,6 В для кремниевых диодов — практически все стабилитроны являются кремниевыми диодами.
Когда напряжение растет в обратном направлении, сначала течет очень небольшой ток.Только после достижения напряжения обратного пробоя протекает ток, как показано на диаграмме. Как только достигается обратное напряжение пробоя, оно остается относительно постоянным независимо от тока, протекающего через диод.
Технические характеристики стабилитрона
При просмотре спецификации стабилитрона можно указать несколько параметров. Каждый из них описывает разные аспекты характеристик стабилитрона опорного напряжения. Глядя на каждую отдельную характеристику, можно понять работу диода и убедиться, что он будет правильно работать в любой данной цепи.
- Напряжение Vz: Напряжение стабилитрона или обратное напряжение диода часто обозначается буквами Vz. Напряжения доступны в широком диапазоне значений, обычно следующих за диапазонами E12 и E24, хотя не все диоды подчиняются этому соглашению. В некоторых случаях значения E12 могут быть немного дешевле и могут быть более широко доступны.
Значения обычно начинаются примерно с 2,4 В, хотя не все диапазоны простираются до таких низких значений.Значения ниже этого недоступны. Верхний предел диапазонов может составлять от 47 В до 200 В, в зависимости от фактического диапазона стабилитрона. Максимальное напряжение для вариантов SMD часто составляет около 47 В.
Значения напряжения стабилитрона в диапазоне E12 1,0 1,2 1,5 1,8 2,2 2,7 3,3 3,9 4.7 5,6 6,8 8,2 В диапазоне E24 доступно в два раза больше значений, чем в E12, что дает гораздо больший выбор значений. В некоторых случаях это может быть полезным, поскольку можно выбрать более точные значения, что снижает потребность в настройке там, где точное значение не достигается.
Значения напряжения стабилитрона в диапазоне E24 1,0 1.1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8.2 9,1 - Ток: Ток IZM стабилитрона — это максимальный ток, который может протекать через стабилитрон при его номинальном напряжении VZ.
Обычно для работы диода также требуется минимальный ток. Как правило, это может быть от 5 до 10 мА для типичного устройства с выводами на 400 мВт. Ниже этого уровня тока диод не выходит из строя, чтобы поддерживать заявленное напряжение.
Лучше всего, чтобы стабилитрон работал выше этого минимального значения с некоторым запасом, но без вероятности того, что он будет рассеивать слишком много энергии, когда стабилитрон должен пропускать больший ток.
- Номинальная мощность: Все стабилитроны имеют номинальную мощность, которую нельзя превышать. Он определяет максимальную мощность, которая может рассеиваться корпусом, и представляет собой произведение напряжения на диоде, умноженного на ток, протекающий через него.
Например, многие устройства с небольшими выводами имеют рассеиваемую мощность 400 мВт или 500 мВт при 20 ° C, но доступны более крупные варианты с гораздо более высокими уровнями рассеяния.
Также доступны варианты для поверхностного монтажа, но, как правило, они имеют более низкие уровни рассеяния, учитывая размер корпуса и их способность отводить тепло.
Общие номинальные мощности для выводных устройств включают 400 мВт (наиболее распространенные), 500 мВт, 1 Вт, 3 Вт, 5 Вт и даже 10 Вт. Доступны даже версии мощностью 50 Вт, но они часто устанавливаются на шпильки, чтобы гарантировать, что диод может быть установлен на радиатор для отвода рассеиваемого тепла.Значения для устройств поверхностного монтажа могут составлять около 200, 350, 500 мВт, а отдельные устройства могут увеличиваться до 1 Вт.
Использование стабилитронов высокой мощности приведет к увеличению затрат в результате того, что более крупные устройства будут более дорогими, а также дополнительные. оборудование, необходимое для крепления устройств и отвода тепла. Это помимо повышенного энергопотребления. Иногда можно использовать альтернативные методы, чтобы использовать стабилитроны с меньшей мощностью и повысить эффективность, хотя может потребоваться сбалансировать это с увеличением сложности.
- Сопротивление стабилитрона Rz: ВАХ стабилитрона не полностью вертикальна в области пробоя. Это означает, что при небольших изменениях тока будет небольшое изменение напряжения на диоде. Изменение напряжения для данного изменения тока — это сопротивление диода. Это значение сопротивления, часто называемое сопротивлением, обозначается Rz. Сопротивление стабилитрона Обратный наклон показан как динамическое сопротивление диода, и этот параметр часто отмечается в технических характеристиках производителей.Обычно крутизна не сильно меняется для разных уровней тока, при условии, что они составляют примерно от 0,1 до 1 номинального тока Izt.
- Допуск по напряжению: При маркировке и сортировке диодов для соответствия диапазонам значений E12 или E24 типичные характеристики допусков для диода составляют ± 5%. В некоторых таблицах данных напряжение может указываться как типичное, а затем указываться максимальное и минимальное значение.
- Температурная стабильность: Для многих приложений важна температурная стабильность стабилитрона.Хорошо известно, что напряжение на диоде меняется в зависимости от температуры. Фактически, два механизма, которые используются для обеспечения пробоя в этих диодах, имеют противоположные температурные коэффициенты, и один эффект преобладает при напряжении ниже 5 В, а другой — выше. Соответственно, диоды с напряжением около 5 В, как правило, обеспечивают наилучшую температурную стабильность.
Температурная характеристика стабилитрона
Из приведенного примера видно, что существует заметная разница между характеристиками для обратного напряжения стабилитрона при 0 ° C и 50 ° C.Это необходимо учитывать, если схема и оборудование, в которых будет использоваться стабилитрон, подвержены изменению температуры.
- Спецификация температуры перехода: Для обеспечения надежности диода температура диодного перехода является ключевой. Несмотря на то, что корпус может быть достаточно холодным, активная область может быть намного горячее. В результате некоторые производители указывают рабочий диапазон для самого разветвления.Для нормальной конструкции обычно сохраняется приемлемый запас между максимальной ожидаемой температурой внутри оборудования и места соединения. Внутренняя температура оборудования снова будет выше, чем температура снаружи оборудования. Необходимо следить за тем, чтобы отдельные предметы не становились слишком горячими, несмотря на приемлемую температуру окружающей среды за пределами оборудования.
- Упаковка: Стабилитроны поставляются в различных корпусах.Главный выбор — между поверхностным монтажом и традиционными выводами. Однако выбранный пакет часто определяет уровень рассеивания тепла. Доступные варианты будут подробно описаны в спецификации стабилитронов.
Пример технических характеристик стабилитрона
Чтобы дать некоторое представление о характеристиках, ожидаемых от стабилитрона, ниже приведен реальный пример. Приведены основные параметры, которые потребуются в схемотехнике.
- Стабилитрон с выводами BZY88 Этот диод описывается как миниатюрный стабилитрон для регулируемых цепей питания, защиты от перенапряжения, подавления дуги и других функций в различных областях. Версия 5V1 (5,1 В) была взята в качестве примера.
| Типичные характеристики / технические характеристики стабилитрона BZY88 | |||
|---|---|---|---|
| Характеристика | Типичное значение | Блок | Детали |
| Рассеиваемая мощность постоянного тока | 400 | мВт | @ Tl = 50 ° C: снижение выше 50 ° C 3.2 мВт / ° C |
| Температура перехода | -65 до +175 | ° С | |
| Напряжение Vz при 5 мА | 4,8 мин. 5,1 тип. 5,4 макс. | В | |
| Zzt при 5 мА | 76 | Ом | |
| ИК @VR | 1 @ 2,0 | мкА | |
Параметры, приведенные в таблице данных для этого обычного стабилитрона, дают полезную информацию о технических характеристиках стабилитрона.Хотя они предназначены только для небольшого диода, такие же данные приведены и для других стабилитронов.
Другие электронные компоненты:
Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
Полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
Разъемы RF
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .
Диоды
5 .Диоды
Как и транзисторы, диоды изготавливаются из полупроводниковых материалов.
материал. Итак, первая буква в их обозначении — это германий.
диод или B для кремниевого диода. Они могут быть заключены в стекло, металл.
или пластиковый корпус. У них есть два вывода: катод (k) и анод (A).
Самым главным свойством всех диодов является очень большое сопротивление.
низкие в одном направлении и очень большие в противоположном.
Когда диод измеряется мультиметром и показывает низкое значение
Ом, это не совсем сопротивление диода.Он представляет собой
падение напряжения на переходе диода. Это значит мультиметр
может использоваться только для определения того, не поврежден ли переход. Если
показания низкие в одном направлении и очень высокие в другом направлении,
диод исправен.
Когда в цепь включен диод и напряжение на аноде равно
выше, чем катод, он действует как резистор с низким сопротивлением и ток
потечет.
Если он подключен в противоположном направлении, он действует как большое значение
резистор и ток не течет.
В первом случае диод называется «смещенным вперед», а в
во втором случае это «обратное смещение».
На рисунке 5.1 показано несколько разных диодов:
Рис. 5.1: Несколько различных типов
диоды
Все диоды, указанные выше, представляют собой одиночные диоды, однако доступно 4 диода. в единой упаковке. Это называется МОСТОВЫЙ или МОСТОВЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ. Примеры моста показаны на схеме ниже:
Вы должны уметь идентифицировать каждый из 4 выводов на мосту, чтобы его можно правильно вставить в цепь.В Вышеупомянутое устройство для поверхностного монтажа обозначено вырезом @ 45 на одной стороне. У свинцового моста одна ножка длиннее других, а верхняя часть отмечены знаком AC и знаком «+». Сильноточный мост имеет угловой разрез. выключено, а другое устройство для поверхностного монтажа имеет вырез или выемку на одном конце.
Эти устройства добавляются в цепь, как показано на следующей диаграмме:
4 диода обращены в одном направлении, и это означает, что одиночный диод может быть показан на принципиальной схеме:
Символы в 5.2 показано количество диодов. Есть ряд специально разработанные диоды: для сильноточных, быстродействующих, малых падение напряжения, обнаружение света и изменение емкости в зависимости от напряжения изменено. Большинство диодов изготовлено из кремния, так как они выдерживают высокие нагрузки. температура, однако германий используется, если падение напряжения невелико. требуется. Также есть светоизлучающий диод, который называется LED, но это совершенно другой тип диода.
Рис. 5.2: Обозначения диодов: а — стандартный диод, б — LED,
c, d — стабилитрон, e — фото, f, g — туннель, h — Schottky, i —
пробой,
Дж — емкостный
светодиодов (светоизлучающих диодов) построены из кристаллическое вещество, излучающее свет, когда через него протекает ток.В зависимости от кристаллического материала: красный, желтый, зеленый, синий или излучается оранжевый свет. На фото ниже показаны шляпы некоторых цветов. может быть изготовлено светодиодами:
Невозможно получить белый свет ни от одного из этих материалов, поэтому триада красного, синего и зеленого цветов помещается внутри корпус, и все они освещаются одновременно, чтобы произвести белый свет. В последнее время свет из светодиодов производился очень сложный и интересный процесс, который можно найти в Википедии.
Светодиодыимеют катодный и анодный вывод и должны подключаться к источнику постоянного тока около правильный путь. Катодный свинец идентифицируется на корпусе плоской стороной сбоку светодиода. Катодный вывод короче привести.
Одна из самых важных вещей, которые нужно помнить о светодиодах, — это
характеристическое напряжение, которое появляется на нем при подключении к
Напряжение. Это не меняется с яркостью и не может быть изменено.
Для красного светодиода это напряжение равно 1.7 В, и если вы поставите на него больше, чем
это напряжение, оно будет повреждено.
Простое решение — установить резистор на один вывод, как показано на
диаграмма ниже:
Светодиод позволит отображать точное напряжение на нем. а яркость будет зависеть от номинала резистора.
Стабилитроны (5.2c и 5.2d) предназначены для стабилизировать напряжение. Диоды с маркировкой ZPD5.6V или ZPY15V имеют рабочий напряжения 5.6В и 15В.
Фотодиоды (5.2e) сконструированы таким образом, что они позволяют свету падать на P-N связь. Когда нет света, фотодиод действует как обычный диод. Имеет высокое сопротивление в одном направлении и низкое сопротивление в обратном направлении. Когда есть свет, оба сопротивления низкий. Фотодиоды и светодиоды являются основными элементами оптопары (более подробно обсуждается в главе 9).
Туннельные диоды (5.2f и 5.2g) обычно используются в генераторах. для очень высоких частот.
диоды Шоттки (5.2h) используются в высокочастотных цепях и для его низкого падения напряжения в прямое направление.
Пробойные диоды (5.2i) на самом деле стабилитроны. Они используются в различных устройствах для защиты и регулировка напряжения. Он пропускает ток только тогда, когда напряжение поднимается выше предопределенное значение.
Вместо варикапа используется диод варикапа (5.2j). переменный конденсатор в высокочастотных цепях. Когда напряжение на нем изменяется, емкость между катодом и анодом составляет измененный.Этот диод обычно используется в радиоприемниках, трансиверах. и осцилляторы.
Катод маломощного диода отмечен кольцом, нарисованным на корпус, но стоит отметить, что некоторые производители маркируют анод этим Кстати, так что лучше всего мультиметром проверить.
Обозначены силовые диоды. с выгравированным на корпусе символом. Если диод установлен в металлический корпус, корпус обычно является катодом, а анод — свинец, выходящий из корпуса.
5,1 Идентификационный диод
Европейские диоды обозначаются двумя или тремя буквами и цифрой.
Первая буква
используется для идентификации материала, использованного при производстве компонента (A —
германий, В — кремний), или, в случае буквы Z, стабилитрон.
вторая и третья буквы указывают тип и использование диода. Некоторые из
Варианты:
А — диод малой мощности, как у AA111,
AA113, AA121 и др.- они используются в детекторе радио
получатель; BA124, BA125: вместо переменных используются варикап-диоды.
конденсаторы
в приемных устройствах, генераторах и т. д., BAY80, BAY93 и т. д. —
коммутирующие диоды, применяемые в устройствах, использующих логические схемы.
ВА157, ВА158 и др. — это переключающие диоды с коротким восстановлением
время.
В — два емкостных (варикапных) диода в одном корпусе, типа
BB104, BB105 и др.
Y — регулирующие диоды типа BY240, BY243, BY244,
и т.п.- эти регулирующие диоды поставляются в пластиковой упаковке и работают
на максимальный ток 0,8А. Если есть другой Y, диод предназначен для более высокого
Текущий. Например, BYY44 — это диод, абсолютный максимальный ток которого
рейтинг — 1А. Когда Y — вторая буква в метке стабилитрона (ZY10,
ZY30 и др.) Значит рассчитан на больший ток.
G,
G, PD — разные отметки допусков для стабилитронов. Некоторые из них ZF12
(Допуск 5%), ZG18 (допуск 10%), ZPD9.1 (допуск 5%).
Третий
буква используется для указания свойства (высокий ток, для
пример).
Американская маркировка начинается с 1N, за которым следует число,
1N4001, например (регулирующий диод), 1N4449 (переключающий диод),
и т.д.
Японский стиль похож на американский, главное отличие
что вместо N стоит S, одна из которых — 1S241.
5,2 Характеристики диода
Самая важная характеристика при использовании силовых диодов — максимальный ток в прямом направлении (IFmax), а максимальное напряжение в обратное направление (URmax).
Важные характеристики для стабилитрона это напряжение стабилитрона (UZ), ток стабилитрона (IZ) и максимальное мощность рассеивания (PD).
При работе с емкостными диодами важно знать их максимальную и минимальную емкость, а также значения напряжения постоянного тока, при котором возникают эти емкости.
Со светодиодами это
Важно знать максимальное значение тока, которое он может пропустить.
Естественное характеристическое напряжение на светодиодах зависит от цвета.
и начинается в
1.От 7 В для красного до более 2,4 В для зеленого и синего.
Ток начинается с 1 мА для очень слабого свечения и достигает примерно 40 мА. Высокий
Светодиоды яркости и «силовые светодиоды» требуют до 1 ампер и более. Вы должны
знать точный ток, требуемый светодиодом, который вы используете, как неправильный
резистор-капельница позволит протекать слишком большому току, и светодиод погаснет.
повредил мгновенно .
Значение этого резистора будет рассмотрено в другой главе.
Кроме универсальных транзисторов ТУН и ТУП (упомянутых в Глава 4.4), есть и универсальные диоды. Они отмечены знаком DUS. (для универсального кремниевого диода) и ДУГ (для германия) на схеме диаграммы.
DUS = диод универсальный кремний DUG = диод универсальный германий
5,3 Практические примеры
Схема источника питания на рисунке (3.8) использует несколько диодов. В
первые четыре находятся в одной упаковке, обозначенной B40C1500. Это мостовой выпрямитель.
Светодиод в цепи указывает на исправность трансформатора.Резистор R1 служит для ограничения тока через светодиод и яркости.
светодиода указывает приблизительное напряжение.
Диоды с маркировкой 1N4002 защищают
интегральная схема.
На рисунке 5.3 ниже показаны некоторые другие примеры диодов. Жизнь глобус можно увеличить, добавив диод, как показано в 5.3a. Просто соединяя его последовательно, ток прохождение через земной шар уменьшается вдвое и длится намного дольше. Однако яркость уменьшается и свет становится желтым.Диод должен иметь обратное напряжение более 400 В и ток выше глобус. Подходит 1N4004 или BY244.
Очень простой DC Стабилизатор напряжения на малые токи можно сделать с использованием 5.3c в качестве справки.
Рис. 5.3: а — использование диода для продления срока службы лампочки
срок службы, б — световой индикатор лестничный,
в — напряжение
стабилизатор, d — индикатор повышения напряжения, e — синтезатор шума дождя, f
— резервное питание
Нестабилизированное напряжение обозначается буквой «U», а стабилизированное — «UST.»
Напряжение на стабилитроне равно UST, поэтому, если мы хотим добиться
при стабилизированном напряжении 9В мы бы использовали диод ZPD9.1. Хотя этот стабилизатор
имеет ограниченное использование, это основа всех конструкций, встречающихся в источниках питания.
Мы также можем разработать детектор перегрузки по напряжению.
как показано на рисунке 5.3d. Светодиод
указывает, когда напряжение превышает предопределенное
ценить. Когда напряжение ниже, чем рабочее напряжение стабилитрона,
стабилитрон действует как резистор высокого номинала, поэтому напряжение постоянного тока на базе
транзистор очень низкий, а транзистор не «включается».» Когда
напряжение повышается до напряжения стабилитрона, его сопротивление понижается,
и транзистор получает ток на своей базе и включается, чтобы загореться светодиод. Этот пример
использует стабилитрон 6 В
диод, что означает, что светодиод загорается, когда напряжение достигает этого значения. Для
другие значения напряжения, следует использовать другие стабилитроны. Яркость
а точный момент включения светодиода можно установить с помощью значения
Rx.
Изменить эту схему так, чтобы
что он сигнализирует, когда напряжение падает ниже определенного предустановленного уровня, стабилитрон и Rx
поменяны местами.Например, по
используя стабилитрон 12 В, мы можем сделать уровень автомобильного аккумулятора
показатель. Итак, когда напряжение падает ниже 12 В, аккумулятор готов к подзарядке.
На рисунке 5.3e показана схема, создающая шум, издающий звук, похожий на звук дождя. Постоянный ток течет
через диод AA121 не является абсолютно постоянным, и это создает
шум, который усиливается транзистором (любым NPN-транзистором) и проходит
к фильтру (цепь резистор-конденсатор номиналами 33 нФ и 100 кОм).
На рисунке 5.3f показана схема резервного питания от батареи. Когда «поставка» выходит из строя, батарея берет верх.
.