Диод Зенера очень полезен, когда речь идет о регулировании и стабилизации изменений нагрузки или питания в зависимости от источника напряжения и других приложений. Что вы знаете о диоде Зенера?

Это руководство познакомит вас с определением стабилитрона, его характеристиками, техническими характеристиками, приложениями, принципом работы и его символом на принципиальной схеме. Если вы энтузиаст электроники или сталкиваетесь со стабилитроном на работе, вы можете лучше понять стабилитрон с помощью этой публикации. Продолжаем читать!

Делиться заботой!

Содержание

● Что такое стабилитрон?

● 3 основные характеристики стабилитрона

● Технические характеристики стабилитрона

● Каковы применения стабилитрона?

● Как работает диод Цнера?

● Что такое символ стабилитрона?

● FAQ

● Заключение

Что такое стабилитрон?

Стабилитроны - это дискретные полупроводниковые устройства на основе силикона, которые позволяют току течь в двух направлениях - в обратном или прямом направлении. Диоды состоят из сильно легированного силиконового PN перехода, который предназначен для проведения в обратном направлении при достижении определенного порогового значения напряжения.

Стабилитроны имеют заданное обратное напряжение пробоя. Когда это достигается, они начинают проводить ток и продолжают непрерывно работать в обратном направлении смещения без повреждений. Одним из основных преимуществ стабилитронов является то, что изменяющийся диапазон напряжений будет по-прежнему поддерживать постоянное падение напряжения на диоде. В результате стабилитроны можно использовать для регулирования напряжения.

Введение в стабилитроны, объясняющее, как они работают

3 основные характеристики стабилитрона

Стабилитроны работают так же, как обычные диоды, когда в режим прямого смещения.

● Они имеют напряжение включения смещения от 0.3 до 0.7 В. При подключении в обратном режиме в большинстве приложений возникает небольшой ток утечки.

● По мере увеличения обратного напряжения до установленного напряжения пробоя через диод будет протекать ток. Когда ток увеличивается до максимума (определяемого последовательно включенными резисторами), он стабилизируется и остается постоянным в широком диапазоне приложенного напряжения.

● Независимо от значения тока, протекающего через диод, напряжение остается почти постоянным. Это также имеет место при больших изменениях тока, при условии, что ток диода остается между максимальным током и током пробоя.

Сильный самоконтроль стабилитрона очень полезен, когда речь идет о регулировании и стабилизации изменений нагрузки или питания в зависимости от источника напряжения. Это делает его ключевой характеристикой, поскольку позволяет использовать диод в различных приложениях регуляторов напряжения.

Технические характеристики стабилитрона

Некоторые характеристики зависят от отдельных стабилитронов. К ним относятся рассеиваемая мощность, номинальное рабочее напряжение и максимальный обратный ток. Дополнительные общие характеристики включают:

● Напряжение стабилитрона – относится к обратному напряжению пробоя. Это колеблется от 2.4 В до 200 В, в зависимости от конкретного диода.

● Ток (максимальный) - максимальный ток при номинальном напряжении Зенера. Это может варьироваться от 200 мкА до 200А.

● Ток (минимальный) - минимальный ток, необходимый при напряжении Зенера для пробоя диода. Обычно это от 5 мА до 10 мА.

● Номинальная мощность — максимальная рассеиваемая мощность диода, включая ток, протекающий через диод, и напряжение на нем. Стандартные значения включают 400 мВт, 500 мВт, 1 Вт и 5 Вт. Для поверхностных диодов типичные значения составляют 200 мВт, 350 мВт, 500 мВт и 1 Вт.

● Допуск по напряжению - обычно ±5%

● Температурная стабильность — самые стабильные диоды обычно имеют напряжение около 5 В.

● Сопротивление стабилитрона — сопротивление диода.

Каковы применения стабилитрона?

Стабилитроны используются для ряда приложений, в том числе:

● Регулировка напряжения

● Опорное напряжение

● Подавление перенапряжения.

● Переключение приложений.

● Схемы клиперов

Можно использовать стабилитрон для создания стабилизированного выходного напряжения с низким уровнем пульсаций в условиях переменного тока нагрузки. Когда подходящий токоограничивающий резистор используется для пропускания слабого тока от источника напряжения через диод, ток будет достаточным для поддержания требуемого падения напряжения. При изменении значения нагрузки изменяется и среднее выходное напряжение. Однако добавление стабилитрона может обеспечить равномерное выходное напряжение.

При этом следует также отметить, что стабилитроны могут иногда создавать электрические помехи в источнике постоянного тока, поскольку они работают для стабилизации напряжения. Это нормально для большинства приложений, но добавляет большую ценность развязывающий конденсатор на выходе диода может исправить проблему, обеспечив дополнительное сглаживание.

Поскольку стабилитроны могут работать в режиме обратного смещения, их можно использовать в схемах регулятора напряжения для поддержания постоянного выходного напряжения постоянного тока. Это постоянное напряжение может поддерживаться несмотря на любые изменения входного напряжения или изменения тока нагрузки.

Эта схема регулятора напряжения содержит резистор, ограничивающий ток, который включен последовательно с входным напряжением. Затем диод и нагрузку следует подключить параллельно. Стабилизированное выходное напряжение и напряжение пробоя диода всегда будут одинаковыми.

Как работает стабилитрон?

Принцип работы стабилитрона определяется причиной пробой диода при обратном смещении. Обычно есть два типа - пробой Зенера и лавинный пробой.

Пробой Зенера

Пробой стабилитрона происходит при обратном напряжении смещения от 2 до 8 В. Напряженности электрического поля достаточно, чтобы приложить силу к валентным электронам, отделяя их от ядер, даже при таком низком напряжении. В результате этого процесса образуются подвижные электронно-дырочные пары, что увеличивает ток.

Пробои стабилитронов обычно возникают в высоколегированных диодах с большим электрическим полем и низким пробивным напряжением. При повышении температуры валентные электроны получают больше энергии, поэтому требуется меньшее внешнее напряжение. Это также означает, что напряжение пробоя стабилитрона уменьшается вместе с температурой.

Лавина

Пробой напряжения также происходит в условиях обратного смещения, минимум 8 В, для светодиода с большим пробивным напряжением. Электроны, протекающие через диод, сталкиваются с электронами в ковалентной связи, разрывая ее.

Скорость электронов увеличивается по мере увеличения напряжения, а это означает, что ковалентные связи могут быть легче разорваны. Также следует отметить, что напряжение лавинного пробоя растет вместе с температурой.

Что такое символ стабилитрона?

На изображениях ниже изображен стандартный символ стабилитрона, используемый на принципиальной схеме. Этот символ показывает, как присутствие стабилитрона будет отмечено на принципиальной схеме. Точно так же, если вы видите этот символ на принципиальной схеме, это означает, что в этой точке цепи присутствует стабилитрон.

Эта диаграмма основывается на вышеизложенном, показывая дополнительную информацию о стабилитроне. В верхней строке схемы показан символ диода, плюс положительный и отрицательный стороны, относящиеся к аноду и катоду. В нижней строке диаграммы показано то же самое, за исключением упрощенной версии реалистичного диода в отличие от символа стабилитрона.

Часто задаваемые вопросы

1. В: Можно ли соединить несколько стабилитронов последовательно?

A: Несколько стабилитронов могут быть подключены последовательно, обычно для достижения определенного напряжения стабилитрона. Однако, если вы используете несколько диодов, вы также должны контролировать ток стабилитрона и следить за тем, чтобы максимальное значение не превышалось.

Это связано с тем, что максимально допустимый ток стабилитрона равен самому низкому диоду, подключенному последовательно. Это также означает, что при последовательном соединении двух стабилитронов, если диоды не имеют одинаковых значений тока стабилитрона, они не будут показывать указанные ток или напряжение стабилитрона.

2. В: В чем разница между стабилитроном и диодом?

A: Диод - это однонаправленный (однонаправленный) проводящий полупроводниковый прибор. Стабилитроны также являются полупроводниковыми устройствами, но ключевое отличие состоит в том, что они могут проводить электричество в условиях прямого и обратного смещения.

Еще одно важное различие между этими двумя типами - это интенсивность легирования. Традиционные диоды обычно умеренно легированы, в то время как стабилитроны более легированы для достижения более высокого напряжения пробоя.

3. В: Где используются стабилитроны?

Стабилитрон широко используется в различных электронных устройствах и является одним из основных компонентов электронных схем. Они используются для создания маломощной стабильной шины питания из более высокого напряжения и обеспечения опорного напряжения для схемы, особенно для стабильного источника питания, такого как здание в Регулятор DC / DC для защиты от перенапряжения.

4. В: Каковы преимущества стабилитронов?

Стабилитрон дешевле другого диода. Диод можно использовать для регулировки и стабилизации напряжения в цепи. Эти диоды соответствуют высоким стандартам качества. Управляйте текущим течением.

Заключение

Говоря об этом, мы узнаем основную информацию о диоде Зенера, включая его определение, характеристики, спецификации, области применения, как он работает и как он отмечен на принципиальной схеме. Лучшее понимание диода Зенера может помочь вам лучше использовать его в цепи регулирования напряжения. Что вы думаете о стабилитроне? Оставьте свои комментарии ниже, и мы ответим вам как можно скорее. Если вы считаете, что эта публикация полезна для вас, не забудьте поделиться ею!

● В чем разница между AM и FM?

● Как регулятор µModule LTM8022 обеспечивает лучшую конструкцию источника питания?

● Как обнаружить стабилизаторы напряжения на основе стабилитронов?

Предыдущая:Как измерить переходную характеристику импульсного регулятора?

Далее:Краткое введение в резистивный преобразователь (с фотографиями)