Что такое стабилитрон
Что такое стабилитрон? Само название этого прибора созвучно слову стабильность или постоянство чего – либо или в чем – либо. В жизни человека очень важна стабильность, стабильность в зарплате, цены в магазине и прочее. В электронике стабильность напряжения питания очень важный, основной параметр. Этот параметр при настройке или ремонте электронного оборудования, проверяют в первую очередь.
Напряжение в электрической сети может меняться в зависимости от общей нагрузки, качества электроснабжающих сетей, и еще многих факторов. Независимо от этих причин величина напряжения для питания электронных устройств, должна оставаться неизменной. И так, что же такое стабилитрон?
Википедия, тебе дает такое определение: “Полупроводниковый стабилитрон, или диод Зенера — это полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки…” Все правильно, но слишком заумно. Я попробую сказать проще. Стабилитрон – это такой полупроводниковый прибор, который стабилизирует напряжение. Считаю, что на первых порах этого определения достаточно, (а как он стабилизирует напряжение, я расскажу ниже).
Взято из интернета (в свободном доступе)
Принцип работы стабилитрона
Уважаемый читатель на этом рисунке изображен принцип работы стабилитрона, который как нельзя лучше объясняет что такое стабилитрон.
Представь, что в некую емкость заливают воду, уровень воды в емкости, должен быть строго определенным. Для того чтобы емкость не переполнилась в ней сделана переливная труба по которой вода превышающая заданный уровень будет выливаться из емкости.
Теперь от “сантехники” перейдем к электронике.
Обозначение стабилитрона на принципиальной схеме такое – же, как и у диода, отличие “черточка” катода изображается как буква Г.
Обозначение стабилитрона на схеме
Стабилитрон, работает только в цепи постоянного тока, и пропускает напряжение в прямом направлении анод – катод так же – как и диод. В отличи от диода у стабилитрона есть одна особенность. Если подать ток в обратном направлении катод – анод, ток через стабилитрон течь не будет. Но он не будет течь только до тех пор, пока напряжение не превысит заданное значение.
Что является заданным значением напряжения для стабилитрона – это напряжение стабилизации и ток.
Параметр напряжение – указывает при какой величине напряжения стабилитрон будет пропускать ток в обратном направлении. Параметром ток – задана сила тока, при которой стабилитрон может работать не повреждаясь.
Стабилитроны изготавливают для стабилизации напряжения различной величины. Например – стабилитрон с обозначением V6.8 будет стабилизировать напряжение в пределах 6.8 Вольта.
Таблица рабочих параметров стабилитронов.
В таблице указаны основные параметры – это напряжение стабилизации и ток стабилизации. Есть и другие параметры, но они тебе пока не нужны. Главное понять суть работы стабилитрона и научиться выбирать нужный тебе для конструирования и для ремонта радиоэлектроники.
Схема объясняющая что такое стабилитрон и как он работает
Параметрический стабилизатор
Возьмем стабилитрон параметром – напряжение стабилизации12Вольт. Для того чтобы через него начал поступать ток в обратном направлении от катода к аноду, входное напряжение должно быть выше напряжения стабилизации стабилитрона (с запасом).
Например – если стабилитрон рассчитан на напряжение стабилизации 12Вольт входное напряжение должно быть не меньше15Вольт. Балластный резистор Rб ограничивает ток который будет проходить через стабилитрон до номинального. Как видишь, при напряжении, превышающем ток стабилизации стабилитрона, оный начинает сбрасывать лишнее напряжение через себя на минус.
Иными словами, стабилитрон выполняет роль переливной трубы. Чем больше напор воды или величина электрического тока, тем сильнее открывается стабилитрон и наоборот при уменьшении напряжения, стабилитрон начинает закрываться, уменьшая прохождения тока через себя.
Эти изменения могут происходить как плавно, так и с огромной скоростью в малых интервалах времени, что позволяет добиться высокого коэффициента стабилизации напряжения.
Если напряжение на входе стабилизатора будет меньше 12Вольт, стабилитрон “закроется”. Напряжение на выходе стабилизатора будет “плавать” так – же, как и на входе, при этом никакой стабильности напряжения не будет. Вот почему напряжение входное должно быть больше чем необходимое выходное (с запасом). Приведенная схема называется параметрический стабилизатор. Кто хочет полный расклад по расчету параметрического стабилизатора, пусть посетит ГУГЛ, нам начинающим для первого раза вполне достаточно, не будем заморачивать себя формулами.
Теперь перейдем к лабам (лабораторным работам :).
Работа параметрического стабилизатора
Перед тобой макет параметрического стабилизатора, на входе и выходе макета имеются вольтметры. Сейчас вольтметр на ВХОДЕ стабилизатора показывает 6 вольт на ВЫХОДЕ стабилизатора практически такое же напряжение. Так как я уже говорил, стабилитрон макета имеет напряжение стабилизации 8,2 вольта. Напряжение в 6 Вольт на ВХОДЕ стабилизатора, не превышает напряжение стабилизации стабилитрона, поэтому стабилитрон закрыт.
Теперь я повышаю напряжение на входе стабилизатора до 15 Вольт. Напряжение на входе стабилизатора превысило напряжение стабилизации стабилитрона и на выходе стабилизатора достигло заданного напряжения стабилизации 8.2 Вольта. Таким оно и остается, практически неизменным. Даже при резких бросках напряжения, стабилитрон отрабатывает мгновенно, поддерживая стабильность напряжения.
Повторяюсь еще раз – “Для того чтобы параметрический стабилизатор работал правильно на входе всегда должно быть напряжение, превышающее напряжение стабилизации стабилитрона т. е. с запасом примерно 15-25%”
Ток стабилизации такого параметрического стабилизатора слишком мал. Параметрический стабилизатор обычно применяют в блоках питания как стабилизирующий элемент. Обычно в схемах, кроме самого стабилитрона, присутствуют элементы регулировки напряжения, мощные транзисторы.
Cхема регулируемого блока питания (стабилизатора).
В современной электронике, параметрические стабилизаторы применяют все реже. В основном используются специальные микросхемы. Эти микросхемы представляют из себя довольно мощные стабилизаторы с очень хорошим коэффициентом стабилизации. Они компактны и легко применимы.
Эти микросхемы представляют из себя довольно мощные стабилизаторы с очень хорошим коэффициентом стабилизации. Но о них мы поговорим в следующий раз. Тем не менее, параметрические стабилизаторы можно встретить во многих различных электронных схемах, поэтому знать их и понимать элементарно принцип работы нужно.
Как проверить стабилитрон
Для проверки стабилитрона, нужно знать как пользоваться мультиметром и воспользоваться методикой проверки полупроводникового диода, если есть возможность можно собрать схему параметрического стабилизатора и проверить стабилитрон в работе, как описано в этой статье. Если у тебя имеется стабилитрон и ты не знаешь его параметры (стерлась надпись на корпусе стаба), собрав схемку параметрического стабилизатора можно определить на какое напряжение стабилизации работает этот неопознанный стаб.