Stabilitrone: esto es lo que es y para qué sirve.
El diodo Zener es un diodo semiconductor conpropiedades únicas. Si un semiconductor ordinario cuando la inclusión inversa es un aislante, se realiza esta función hasta un cierto crecimiento de la tensión aplicada, con lo cual se produce ruptura de avalancha reversible. Con un incremento adicional en el flujo a través de la tensión del diodo zener inverso se mantiene constante debido a la disminución proporcional de la resistencia. De esta manera es posible lograr el modo de estabilización.
En el estado cerrado a través de un diodo zener, primerohay una pequeña corriente de fuga. El elemento se comporta como una resistencia cuya magnitud de resistencia es grande. En la falla, la resistencia del diodo Zener se vuelve insignificante. Si continuamos aumentando la tensión en la entrada, el elemento comienza a calentarse y si la corriente excede el valor permitido, se produce una falla térmica irreversible. Si la cuestión no le llega, cuando el voltaje cambia de cero al límite superior del área de trabajo, las propiedades del diodo Zener permanecen.
Cuando el diodo Zener se enciende directamente,características no difieren de diodo. Cuando se conecta a la p-plus región y menos - a n-región de la resistencia de paso es pequeña y la corriente fluye a través de él libremente. Que aumenta con la tensión de entrada.
El diodo Zener es un diodo especial conectadoprincipalmente en la dirección opuesta. El elemento primero se cierra. En caso de una falla eléctrica, un diodo zener de voltaje lo mantiene constante en un amplio rango de corriente.
El ánodo se alimenta con un signo menos, y el cátodo - más. Fuera de la estabilización (debajo del punto 2), se produce un sobrecalentamiento y aumenta la probabilidad de que un elemento falle.
Características
Los parámetros del diodo Zener son los siguientes:
- Uarte - Tensión de estabilización a corriente nominal Iarte;
- Yoarte min - la corriente mínima del comienzo de la falla eléctrica;
- Yoarte máximo - la corriente máxima permitida;
- ТКН - coeficiente de temperatura.
A diferencia de un diodo convencional, un diodo Zener esdispositivo semiconductor, que en la característica de corriente-voltaje de la región de avería eléctrica y térmica están lo suficientemente separados unos de otros.
Con la corriente máxima permisible, a menudo se asocia un parámetro, a menudo indicado en las tablas - la disipación de potencia:
Pmáximo = Iarte máximo∙ Uarte.
Dependencia del diodo Zener en la temperaturapuede ser con TKN positivo o negativo. En el caso de la conexión en serie de elementos con diferentes coeficientes, se crean diodos zener de precisión, independientemente de la calefacción o la refrigeración.
Esquemas de inclusión
Un circuito estabilizador simple típico consiste en una resistencia de balasto Rb y un diodo Zener, desviando la carga.
En algunos casos, hay una violación de la estabilización.
- Alimentando al estabilizador de alto voltaje deFuente de alimentación en presencia de un condensador de filtro en la salida. Las puntas de corriente al cargarlo pueden causar un mal funcionamiento del diodo Zener o una resistencia Rb.
- Desconexión de carga Cuando se aplica la tensión máxima a la entrada, la corriente del diodo Zener puede exceder el valor permitido, lo que provocará su calentamiento y destrucción. Es importante mantener segura la zona del pasaporte.
- Resistencia Rb se selecciona pequeño, de manera que con el voltaje de alimentación más bajo posible y la corriente máxima permisible en la carga, el diodo zener se encuentra en la zona de control de trabajo.
Se usan circuitos de protección de tiristores o fusibles para proteger el estabilizador.
Resistencia Rb calculado por la fórmula:
Rb = (Uhoyo - Unom ) (Iarte + ISr.)
Diodo Zener actual Iarte se selecciona entre los valores máximos y mínimos permitidos, según el voltaje en la entrada Uhoyo y cargar la corriente ISr..
Selección de diodo Zener
Los elementos tienen una amplia dispersión en el voltaje de estabilización. Para obtener el valor exacto de USr., los diodos Zener se seleccionan de un lote. Hay tipos con un rango más estrecho de parámetros. Con un alto poder de disipación, los elementos están montados en los radiadores.
Para el cálculo de los parámetros del diodo Zener, se necesitan los datos iniciales, por ejemplo, los siguientes:
- Uhoyo = 12-15 V - voltaje de entrada;
- Uarte = 9 V - voltaje estabilizado;
- RSr. = 50-100 mA - la carga.
Los parámetros son típicos para dispositivos con bajo consumo de energía.
Para un voltaje de entrada mínimo de 12 V, la corriente en la carga se selecciona a un máximo de 100 mA. Según la ley de Ohm, uno puede encontrar la carga total de la cadena:
RΣ = 12 V / 0.1 A = 120 Ohm.
En el diodo Zener, la caída de tensión es de 9 V. Para una corriente de 0.1 A, la carga equivalente es:
Requiv = 9 V / 0.1 A = 90 Ohm.
Ahora puedes determinar la resistencia del balasto:
Rb = 120 ohmios - 90 ohmios = 30 ohmios.
Se selecciona de la serie estándar, donde el valor coincide con el valor calculado.
La corriente máxima a través del diodo zener se determina teniendo en cuenta el corte de carga, de modo que no falle en el caso de que desaparezca cualquier cable. La caída de voltaje en la resistencia es:
UR = 15 - 9 = 6 V.
Luego se determina la corriente a través de la resistencia:
YoR = 6/30 = 0.2 A.
Como el diodo Zener está conectado a él en serie,c = IR = 0.2 A.
La disipación de potencia será P = 0.2 ∙ 9 = 1.8 W.
De acuerdo con los parámetros obtenidos, se selecciona un diodo Zener D815B adecuado.
Diodo zener simétrico
El tiristor simétrico del diodo esdispositivo de conmutación de corriente alterna. Una característica de su trabajo es la caída de voltaje a varios voltios cuando se enciende en el rango de 30-50 V. Puede ser reemplazado por dos diodos Zener convencionales conectados de manera contraria. Los dispositivos se utilizan como elementos de conmutación.
Analógico de un diodo Zener
Cuando no puedes encontrar el artículo correcto,utilice un diodo zener analógico en transistores. Su ventaja es la posibilidad de regulación de voltaje. Para esto, se pueden usar amplificadores de CC con varias etapas.
En la entrada, un divisor de voltajerecortador R1. Si la tensión de entrada aumenta, también aumenta en función del transistor VT1. Esto aumenta la corriente a través del transistor VT2, que compensa el aumento de voltaje, manteniendo así su salida estable.
Marcado de diodos Zener
Están disponibles los diodos zener de vidrio y los diodos Zener en cajas de plástico. En el primer caso, se colocan 2 dígitos, entre los cuales se encuentra la letra V. La inscripción 9V1 significa que Uarte = 9.1 V.
En el caso de plástico, las inscripciones se descifran con la ayuda de la hoja de datos, donde también puede encontrar otros parámetros.
El anillo oscuro en el cuerpo denota el cátodo, al cual está conectado el más.
Conclusión
El diodo Zener es un diodo con propiedades especiales. La ventaja de los diodos Zener es un alto nivel de estabilización de tensión para una amplia gama de variación de corriente de operación, así como esquemas de conexión simples. Para estabilizar los dispositivos de baja tensión se giran en la dirección de avance y comienzan a funcionar como diodos ordinarios.
