Что такое стабилитрон?

June 26, 2010 by admin Комментировать »

Стабилитрон представляет собой обычный диод с вольтамперной характери­стикой, подобной показанной на рис. 6.1, за одним исключением — при пре­вышении некоторого обратного напряжения (индивидуального для каждого типа стабилитрона) он обратимо пробивается и начинает работать как очень малое сопротивление, при этом уровень напряжения сохраняется. Это можно представить себе, как если бы обычное прямое падение напряжения, состав­ляющее 0,6 В, увеличилось бы вдруг до большой величины. Стоит только снизить напряжение ниже оговоренного — стабилитрон опять запирается и больше не участвует в работе схемы. Напряжения стабилизации могут быть самыми разными — от 2 до 300 В. Учтите, что тепловая мощность, равная произведению тока через стабилитрон на его напряжение стабилизации, вы­деляется на нем самом, поэтому чем выше напряжение стабилизации, тем ниже допустимый ток. В характеристиках также указывается обычно мини­мально допустимое значение тока, при котором стабилитрон еще «держит» нужное напряжение.

Удобно использовать двусторонние стабилитроны (которые представляют собой два обычных, соединенных анодами), для того, чтобы и в положитель­ном и в отрицательном направлении включения характеристики были бы симметричны. Вольт-амперная характеристика такого двустороннего стаби­литрона (типа КС 170) показана на рис. 7.4. Отметьте, что характеристика в области пробоя все же имеет некоторый наклон — то есть при возрастании тока через прибор напряжение на нем не остается строго постоянным, а рас­тех (это называется дифференциальным сопротивлением). К тому же напря­жение стабилизации меняется с температурой.

clip_image002

Рис. 7.4. Вольтамперная характеристика двустороннего стабилитрона

clip_image004

Рис. 7.5. Схема для защиты входа микрофонного усилителя

Кстати, простейший стабилитрон — это обычный диод, включенный в пря­мом направлении, и их часто употребляют в таком качестве. Напряжение стабилизации составит при этом, естественно, 0,6 В (для его увеличения можно включить последовательно два и более диодов). Как видно из вольт-амперной характеристики диода (см, рис. 6.1), стабильность пресловутого напряжения 0,6 В оставляет желать лучшего (зависит и от тока, и от темпера­туры), но во многих случаях особой стабильности и не требуется.

На рис. 7.5 приведена схема ограничителя напряжения на двух диодах (если требуется более высокое напряжение ограничения, их можно заменить на стабилитроны или на один двусторонний стабилитрон). Эту схему удобно употреблять, например, для защиты высокоомного входа микрофонного уси­лителя — нормальное напряжение с микрофона составляет несколько милли­вольт и диоды никак не влияют на работу схемы, поскольку таким маленьким напряжением не открываются. Но если микрофон присоединен через длин­ный кабель, то на входе могут создаваться помехи (от промышленного обо­рудования, от поднесенного к неподключенному входу пальца, или, скажем, от грозовых разрядов), которые сильно превышают указанные милливольты и могут вывести из строя каскады усилителя. В приведенной схеме такие по­мехи любой полярности замыкаются через диоды и входное напряжение не может превысить 0,6—0,7 В ни при каких условиях.

У внимательного читателя может возникнуть вопрос — ведь согласно вольт-амперной характеристике и стабилитрона, и диода ток при превышении со­ответствующего напряжения растет очень быстро, так не сгорят ли эти вход­ные диоды при наличии высоковольтной помехи? Ответ прост— энергия помехи обычно очень мала, поэтому ток хоть и может быть достаточно ве­лик, но действует на протяжении очень короткого промежутка времени, а такое воздействие и диоды, и стабилитроны выдерживают без последствий.

Стабилитроны в чистом виде хороши в качестве ограничителей напряжения, а для формирования действительно стабильного напряжения (например, опорно­го для АЦП и ЦАП) следует применять специальные меры для стабилизации тока через стабилитрон и одновременно обращать внимание на стабильность его температурных характеристик. Хотя и существуют специальные прецизи­онные стабилитроны, но все же если вам нужен действительно качественный результат, то лучше применять интегральные стабилизаторы, которые дают на выходе гораздо более стабильное напряжение. Например, интегральный стаби­лизатор типа МАХ873, который в диапазоне 4—30 В на входе дает на выходе ровно 2,5 В, обладает еще и весьма высокой стабильностью — если даже по­ложить на него паяльник (тем самым нагрев его градусов до 250), то напряже­ние на выходе этого стабилизатора и не шелохнется. В современной инте­гральной технике обычно источники опорного напряжения встраивают прямо в нужные микросхемы, но часто предусматривают вход и внешнего такого ис­точника, потому что вы всегда можете захотеть изобрести что-нибудь получше.

Оставить комментарий

Устройство витков выходе генератора импульсов микросхемы мощности нагрузки напряжение напряжения питания приемника пример провода работы радоэлектроника сигнал сигнала сигналов сопротивление схема теория транзистора транзисторов управления усиления усилитель усилителя устройства частоты