Zener диод - бул эмне жана ал эмне үчүн керек?

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Стабилдик диод – уникалдуу касиеттери бар жарым өткөргүч диод. Эгерде кадимки жарым өткөргүч кайра күйгүзүлгөндө изолятор болсо, анда ал бул функцияны берилген чыңалуунун белгилүү бир жогорулашына чейин аткарат, андан кийин көчкү сыяктуу кайра бузулуу пайда болот. Стабилдик диод аркылуу өткөн тескери токтун андан ары көбөйүшү менен каршылыктын пропорционалдуу төмөндөшүнөн улам чыңалуу туруктуу бойдон кала берет. Ушундай жол менен турукташтыруу режимине жетишүүгө болот.

Жабык абалда, адегенде зенердин диодунан кичинекей агып кетүү агымы өтөт. Элемент өзүн резистор сыяктуу алып жүрөт, анын каршылык мааниси чоң. Бузулуу учурунда стабилдик диоддун каршылыгы анчалык деле чоң эмес болуп калат. Кирешедеги чыңалууну жогорулатууну уланта турган болсок, элемент ысып баштайт жана ток уруксат берилген мааниден ашканда, кайра кайтарылгыстермикалык бузулуу. Эгерде маселе ага жеткирилбесе, чыңалуу нөлдөн жумушчу аймактын жогорку чегине чейин өзгөргөндө стабилдик диоддун касиеттери сакталат.

Зердин диоду түздөн-түз күйгүзүлгөндө, мүнөздөмөлөрү диод менен бирдей болот. Плюс р-аймакка, минус n-аймакка туташтырылганда өтүү каршылыгы аз жана ток ал аркылуу эркин өтөт. Киргизүү чыңалуусу жогорулаган сайын көтөрүлөт.

Стабилитрон – көбүнчө карама-каршы багытта туташтырылган атайын диод. Элемент биринчи жабык абалда. Электр үзгүлтүккө учураганда, чыңалуудагы стабилдик диод аны токтун кеңири диапазонунда туруктуу кармап турат.

Анодго минус, ал эми катодго плюс колдонулат. Турукташтыруудан кийин (2-пункттан төмөн) ысып кетүү пайда болуп, элементтин бузулуу ыктымалдыгы жогорулайт.

Функциялар

Zener параметрлери төмөнкүдөй:

• U_st - номиналдык ток I_st;
• I_{st min - минималдуу электр бузулуу башталышы;}
• I_{st max - максималдуу жол берилген ток;}
• TKN - температура коэффициенти.

Кадимки диоддон айырмаланып, стабилдик диод жарым өткөргүч түзүлүш, мында электрдик жана жылуулук бузулуу аймактары токтун чыңалуусунун мүнөздөмөсү боюнча бир-биринен кыйла алыс жайгашкан.

Уруксат берилген ток менен байланышкан параметр көбүнчө төмөнкүдө көрсөтүлгөнтаблицалар - кубаттуулуктун чыгымдалышы:

P_max=I_{st max}∙ U_st.

Стабилдин диодунун температурага көз карандылыгы оң же терс болушу мүмкүн. Элементтерди ар кандай белгилердин коэффициенттери менен катар туташтыруу менен ысытууга жана муздатууга көз каранды болбогон так стабилдик диоддор түзүлөт.

Камтылуу схемалары

Жөнөкөй стабилизатордун типтүү схемасы балласттык каршылык R_{b жана жүктү шунттоочу стабилдик диоддон турат.}

Кээ бир учурларда турукташтыруу бузулат.

1. Чыгышында чыпкалоочу конденсатордун катышуусунда кубат булагынан чоң чыңалуу стабилизаторуна берүү. Аны кубаттап жатканда токтун көтөрүлүшү стабилдин диодунун иштен чыгышына же R_{b резисторунун бузулушуна алып келиши мүмкүн.}
2. Жүктөө өчүрүү. Киргизүүгө максималдуу чыңалуу берилгенде стабилдик диоддун агымы уруксат берилгенден ашып кетиши мүмкүн, бул анын ысытылышына жана бузулушуна алып келет. Бул жерде коопсуз жумуш паспортунун аймагын сактоо маанилүү.
3. Каршылык R_{b минималдуу камсыздоо чыңалуусунда жана жүктө максималдуу жол берилген токто стабилдин диоду иштөөнү жөнгө салуу зонасында болушу үчүн кичинекей болуп тандалган.}

Тиристорды коргоо чынжырлары же сактагычтар стабилизаторду коргоо үчүн колдонулат.

Резистор R_{b формуласы менен эсептелет:}

R_b=(U_pit - U_nom)(Ist _{+ I}n_).

Учурдагызенер диод I_st кириш чыңалуу U_pit жана жүктөө ток I _{жараша, уруксат берилген максималдуу жана минималдуу маанилердин ортосунда тандалат n.}

Zener тандоо

Элементтердин стабилдештирүү чыңалуусунун чоң жайылуусу бар. U_{n так маанисин алуу үчүн стабилдик диоддор ошол эле партиядан тандалат. Параметрлердин тар диапазону менен түрлөрү бар. Жогорку кубаттуулуктун чыгымдалышы менен элементтер радиаторлорго орнотулат.}

Стабилдик диоддун параметрлерин эсептөө үчүн баштапкы маалыматтар талап кылынат, мисалы, булар:

• U_{pit=12-15 V - кириш чыңалуу;}
• U_{st=9 В - турукташтырылган чыңалуу;}
• R_{n=50-100 мА - жүктөө.}

Параметрлер кубаты аз керектелген түзмөктөргө мүнөздүү.

12 В минималдуу кириш чыңалуу үчүн жүктөгү ток максималдуу - 100 мАга чейин тандалат. Ом мыйзамына ылайык, схеманын жалпы жүгүн таба аласыз:

R_{∑=12 В / 0,1 A=120 Ом.}

Стабилдик диоддо чыңалуунун төмөндөшү 9 В. 0,1 А ток үчүн эквиваленттүү жүк төмөнкүдөй болот:

R_{eq=9 V / 0,1 A=90 Ом.}

Эми балласттын каршылыгын аныктай аласыз:

R_{b=120 Ом - 90 Ом=30 Ом.}

Ал стандарттык саптан тандалып алынган, мында маани эсептелген менен бирдей.

Стабилдик диод аркылуу өтүүчү максималдуу ток жүктүн ажыратылышын эске алуу менен аныкталат, андыктан кандайдыр бир зым эритилбесе, ал иштен чыкпасын. Резистордогу чыңалуу төмөндөйт:

U_{R=15 - 9=6 B.}

Андан соң резистор аркылуу өткөн ток аныкталат:

I_{R=6/30=0, 2 A.}

Станердин диоду аны менен катар туташтырылгандыктан, I_c=I_{R=0,2 A.}

Күчтүн чыгымы P=0,2∙9=1,8 Вт болот.

Алынган параметрлерге ылайык, ылайыктуу Zener диод D815V тандалды.

Симметриялык стабилдик диод

Симметриялык диоддук тиристор – өзгөрмө ток өткөрүүчү коммутациялык түзүлүш. Анын ишинин өзгөчөлүгү 30-50 В диапазонунда күйгүзүлгөндө бир нече вольтко чейин чыңалуунун төмөндөшү болуп саналат. Аны эки карама-каршы туташтырылган шарттуу стабилдик диоддор менен алмаштырууга болот. Түзмөктөр которуштуруу элементтери катары колдонулат.

Зердин диодунун аналогу

Ылайыктуу элементти табуу мүмкүн болбогондо, транзисторлордогу стабилдик диоддун аналогун колдонушат. Алардын артыкчылыгы - чыңалууну жөнгө салуу мүмкүнчүлүгү. Бул үчүн көп баскычтуу DC күчөткүчтөрүн колдонсо болот.

Киргизүүдө R1 кыркуучу резистору бар чыңалуу бөлгүч орнотулган. Эгерде кириш чыңалуу жогоруласа, VT1 транзисторунун негизинде ал да жогорулайт. Ошол эле учурда VT2 транзистору аркылуу ток күчөйт, бул чыңалуунун жогорулашын компенсациялайт, ошону менен аны чыгарууда туруктуу кармап турат.

Стабилдик диоддорду белгилөө

Айнек стабилдик диоддор жана пластик корпустардагы стабилдик диоддор чыгарылат. Биринчи учурда аларга 2 цифра колдонулат, алардын ортосунда V тамгасы жайгашкан.9V1 жазуусуU_{st=9, 1 V.}

Пластик кутучадагы жазуулар маалымат баракчасы аркылуу чечмеленет, анда башка параметрлерди да биле аласыз.

Коптогу кара шакек плюс туташкан катодду көрсөтөт.

Тыянак

Стабилдик диод – өзгөчө касиеттерге ээ диод. Стабилдик диоддордун артыкчылыгы - иштөө токунун кеңири диапазону менен чыңалууну стабилдештирүүнүн жогорку деңгээли, ошондой эле жөнөкөй туташтыруу схемалары. Кичинекей чыңалууну турукташтыруу үчүн түзмөктөр алдыга багытта күйгүзүлөт жана алар кадимки диоддордой иштей башташат.