Стабилитрон принцип работы

Стабилитрон (диод Зенера) — разновидность полупроводникового диода, работающего при напряжении обратного смещении в режиме пробоя. До момента наступления пробоя через стабилитрон текут совсем незначительные токи утечки, а его сопротивление достаточно высокое. В момент пробоя ток через него резко увеличивается, а его дифференциальное сопротивление снижается до малых величин. За счет этого в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с неплохой точностью в большом диапазоне обратных токов.
Паяльник с керамическим жалом с регулятором температуры и мощности

Историческая справка: Супрессор был открыт в 1968 году для защиты аппаратуры от разрядов атмосферного электричества. Приборы Они применяются для защиты оборудования связи от разрушающих действий молний. Кроме того их используют для защиты в авиационном оборудование. Сегодня применение супрессоров является отличным способом защиты электронных схем от электрических импульсов разной природы, будь то обычный скачок напряжения от попадания молнии или повышенное напряжение из-за дефекта блока питания
Стабилитрон, что это такое

Главная функция стабилитронов это стабилизация выходного напряжения. Электронная промышленность выпускает их на номинальные напряжения от 1,8 В до 400 В. Разновидностью стабилитронов можно считать «суппрессоры», «TVS-диоды», их основная задача защита электроаппаратуры.

Стабилитроны вводные понятия и принцип действия

Полупроводниковые стабилитроны появились где-то во второй половине 50-х годов прошлого века. Различают дискретные стабилитроны общего назначения — разной мощности. Прецизионные стабилитроны, в.т.ч термокомпенсированные и со скрытой структурой; Подавители импульсных помех («ограничительные диоды», «суппрессоры»).

Прежде всего, следует помнить о том, что стабилитрон работает только в цепях постоянного тока. Напряжение на него подают в обратной полярности, то есть на анод будет подан минус, а на катод соответственно плюс. При таком включении через него течет обратный ток (Iобр). Входное напряжение его может изменяться, а на стабилитроне будет изменяться только обратный ток, а напряжение и на нагрузке останется постоянным, то есть стабильным. На рисунке ниже показана вольт-амперная характеристика диода Зенера.

вольт-амперная характеристика стабилитрона

Основным принципом работы стабилитрон является то, что он работает на обратной ветви Вольт-амперной характеристики. Как хорошо видно из нее основными характеристиками стабилитрона является Uст - напряжение стабилизации и Iст (ток стабилизации). Эти данные можно узнать в справочниках по электронике.

Основные справочные параметры

Для проектирования и разработки схем с использованием стабилитронов необходимо знать три основных его параметра: Напряжение стабилизации, минимальный токи и предельно-допустимый обратный ток. В отдельных случаях используют величину предельно допустимого прямого тока стабилитрона, если он применяется в схеме переменного тока и должен проводить ток в оба полупериода.

Напряжение стабилизации, это среднее значение между минимальным и максимальным уровнем напряжения стабилизации. В справочниках по электронике приводится как главный параметр. Иногда указываться погрешность этого напряжения, а также минимальный и максимальный уровень.
Минимальный ток стабилизации это значение тока, при котором происходит обратимый лавинный пробой p-n перехода. Это значение соответствует минимальному напряжению стабилизации
Максимально допустимый ток стабилизации значение обратного тока, при котором p-n переход может быть подвержен обратимому пробою, без разрушения p-n перехода.
Максимально допустимый прямой ток - значение прямого тока, которое длительное время способен выдержать p-n переход без термического разрушения.
Применение стабилитронов в радиолюбительской практике

Как мы уже знаем основная область использования стабилитронов — стабилизация постоянного напряжения в источниках питания. В простейших конструкциях линейного параметрического стабилизатора стабилитрон играет роль и источника опорного напряжения, и силового регулирующего элемента. В более сложных схемах ему отводится только задача источника опорного напряжения, а регулирующим элементом является внешний силовой транзистор.

Стабилизатор по классической схеме

Рассмотрим реальные практические примеры, использования стабилитронов в схемах блоках питания не требующих высокой стабильности напряжения питания.

Как проверить стабилитрон

Для многих радиолюбительских самоделок необходимы стабилизированные источники питания. Основным их элементом является стабилитрон, который способен обеспечить постоянное выходное напряжение. Проверить работоспособность и функционирование этого радиоэлемента можно несколькими способами.

Аналог стабилитрона на транзисторах
Схема аналога стабилитрона на транзисторах

Если требуется стабилитрон на “нестандартное” напряжение, то поможет транзисторный аналог последнего. Схема полностью подходит для замены и может использоваться для замены стабилитронов в диапазоне напряжений 3-25 вольт.