Стабилитрон и стабистор

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок

Стабилитроны и стабисторы — это полупроводниковые диоды, предназначенные для стабилизации, т. е. поддержания постоянства напряжения в цепях питания радиоэлектронной аппаратуры. Внешний вид некоторых конструкций и графическое обозначение стабилитронов и стабисторов на схемах показаны на рис. 86.

Рис. 86. Стабилитрон, стабистор и их графическое обозначение на схемах.

Конструкции стабилитронов широкого применения аналогичны плоскостным выпрямительным диодам. Но работает стабилитрон не на прямой, как выпрямительные или высокочастотные диоды, а на том участке обратной ветви вольт-амперной характеристики, где незначительное обратное напряжение вызывает значительное увеличение обратного тока через прибор. Разобраться в сущности действия стабилитрона тебе поможет его вольт-амперная характеристика, показанная на рис. 87, а. Здесь (как и на рис. 81) по горизонтальной оси отложены в некотором масштабе обратное напряжение Uобр, а по вертикальной оси вниз — обратный ток Iобр. Напряжение на стабилитрон подают в обратной полярности, т. е. включают так, чтобы его анод был соединен с минусом, а катод с плюсом источника питания. При таком включении через стабилитрон течет обратный ток Iобр. По мере увеличения обратного напряжения обратный ток растет очень мало — характеристика идет почти параллельно оси Uобр. Но при некотором напряжении Uобр (на рис. 87, а — около 8 В) p-n переход стабилитрона пробивается и через него начинает течь значительный обратный ток. Теперь вольт-амперная характеристика резко поворачивает и идет вниз почти параллельно оси Iобр. Этот участок и является для стабилитрона рабочим. Пробой же p-n перехода не ведет к порче прибора, если ток через него не превышает некоторой допустимой величины.

На рис. 87, б приведена схема возможного практического применения стабилитрона, с помощью которого на нагрузку должно подаваться стабильное (неизменяющееся) напряжение. При таком включении через стабилизатор Д течет обратный ток Iобр, создающийся источником питания Uпит, напряжение которого непостоянно. Под действием этого напряжения ток Iобр, текущий через стабилитрон, тоже изменяется, а напряжение на нем, а значит, и на подключенной к нему нагрузке Rн остается практически неизменным. Резистор R ограничивает максимально допустимый ток, текущий через стабилитрон.

Рис. 87. Вольт-амперная характеристика стабилитрона (а) и схема стабилизатора напряжения (б).
Рис. 88. Вольт-амперная характеристика стабистора (а) и схема стабилизатора напряжения (б) на стабисторе.

Стабистор, как и выпрямительный диод, работает на прямой ветви вольт-амперной характеристики (рис. 88, а). Стабистор открывается при незначительном прямом напряжении Uпр и через него начинает течь нарастающий по величине прямой ток Iпр. Прямая ветвь вольт-амперной характеристики стабистора проходит почти параллельно оси Iпр; при значительном изменении прямого тока через стабистор падение напряжения на нем изменяется очень мало. Это свойство стабистора и используется для стабилизации напряжения.

Посмотри на рис. 88, б, где показана схема возможного практического применения стабистора. Принципиально такое устройство работает так же, как со стабилитроном, только на стабистор Д подается прямое напряжение.

Вот наиболее важные параметры (характеристики) стабилитронов и стабисторов: напряжение стабилизации Uст, ток стабилизации Iст, минимальный ток стабилизации Iст мин и максимальный ток стабилизации Iст.макс.

Параметр Uст — это то падение напряжения, которое создается между выводами стабилизатора или стабистора в рабочем режиме. Наша промышленность выпускает кремниевые стабилитроны на напряжение стабилизации Uст от нескольких вольт до 180 В, а стабисторы — на Uст в пределах нескольких вольт.

Минимальный ток стабилизации Iст.мин — это: для стабилитрона — наименьший ток через прибор, при котором начинается устойчивая работа в режиме «пробоя» (на рис. 87, а — линия Iст.мин); для стабистора — наименьший прямой ток, при котором крутизна вольт-амперной характеристики резко уменьшается (на рис. 88, а на уровне линии Iст.мин). С уменьшением этого тока приборы перестают стабилизировать напряжение.

Максимально допустимый ток стабилизации Iст.макс — это наибольший ток через прибор (не путай с током, текущим в цепи, питающейся от стабилизатора напряжения), при котором температура его p-n перехода не превышает допустимой (на рис. 87, а и 88, а — линии Iст.макс). Превышение тока Iст.макс ведет к тепловому пробою p-n перехода и, естественно, к выходу прибора из строя.

Основные параметры некоторых стабилитронов и стабисторов, наиболее часто используемых в радиолюбительских конструкциях, приведены в прилож. 3. В блоке питания, например, о котором я буду рассказывать в восьмой беседе, будет использован стабилитрон Д813. Напряжение стабилизации этого стабилитрона (при Iст=5 мА) может быть от 11,5 до 14 В, Iст.мин = 3 мА, Iст.макс = 20 мА, максимальная рассеиваемая мощность Pмакс (произведение напряжения Uст на ток Iст.макс) 280 мВт.

Перехожу к транзисторам.