Препоръки за евентуална подмяна на елементи. Полупроводникови аналози на ценерови диоди Zener диод или Zener диод

ЧИТАТЕЛИТЕ ПРЕДЛАГАТ-

АНАЛОГОВ ~ МОЩЕН

За да стабилизират захранващото напрежение на товара, те често използват най-простия параметричен стабилизатор (фиг. 1), в който захранването от токоизправителя се подава през баластен резистор, а ценеровият диод е свързан успоредно с товара.

Такъв стабилизатор работи при токове на натоварване, които не надвишават максималния стабилизиращ ток за даден стабилизатор. И ако токът на натоварване е значително по-висок, те използват по-мощен ценеров диод, например серия D815, която позволява граница на стабилизиране от 1... 1,4 A (D815A).

Ако такъв ценеров диод не е наличен, ще е подходящ диод с ниска мощност, но той трябва да се използва заедно с мощен транзистор, както е показано на фиг. 2. Резултатът е аналог на мощен ценеров диод, осигуряващ доста стабилно напрежение в товара дори при ток от 2 A, въпреки че максимален токстабилизирането на стабилизатора KS147A, посочено на диаграмата, е 58 mA.

Аналогът работи така. Докато захранващото напрежение, идващо от токоизправителя, е по-малко от напрежението на пробив на ценеровия диод, транзисторът е затворен, токът през аналога е незначителен (директният хоризонтален клон на волт-амперната характеристика на аналога, показан на фиг. 3), когато захранващото напрежение се увеличи, ценеровият диод се пробива, през него започва да тече ток и транзисторът леко се отваря (isog-

ценеров диод

гайка част от характеристиката). По-нататъшното увеличаване на захранващото напрежение води до рязко увеличаване на тока през ценеровия диод и транзистора и следователно до стабилизиране на изходното напрежение при определена стойност (вертикален клон на характеристиката), както при конвенционален параметричен стабилизатор.

Ефектът на стабилизиране се постига поради факта, че в режим на повреда ценеровият диод има ниско диференциално съпротивление и дълбоко отрицателно се извършва от колектора на транзистора към неговата основа Обратна връзка. Следователно, когато изходното напрежение намалява, токът през ценеровия диод и основата на транзистора ще намалее, което ще доведе до значително по-голямо (с няколко пъти) намаление

колекторен ток, което означава увеличение на изходното напрежение. Когато изходното напрежение се увеличи, ще се наблюдава обратният процес -

Стойността на стабилизираното изходно напрежение се определя чрез сумиране на стабилизиращото напрежение на ценеровия диод с напрежението на емитерния преход на отворения транзистор (^0,7 V за силициев транзистор и 0,3 V за германиев транзистор). Максималният стабилизиращ ток на аналога ще бъде почти пъти по-висок от същия

параметър на използвания ценеров диод. Съответно, разсейването на мощността на транзистора ще бъде същия брой пъти по-голямо от мощността на ценеровия диод.

От горните зависимости е лесно да се заключи, че статичният коефициент на предаване на мощен транзистор трябва да бъде не по-малък от частното от максималното потребление на ток на товара, разделено на максималния стабилизиращ ток на ценеровия диод. Максимално допустимият колекторен ток на транзистора и напрежението между колектора и емитера трябва да надвишават посочените съответно аналогов стабилизиращ ток и изходно напрежение.

При използване на транзистор p-p-p структуритой трябва да бъде свързан в съответствие с показаната фигура. 4 схема. В това изпълнение транзисторът може да бъде монтиран директно върху шасито на захранващата структура, а останалите части на аналога могат да бъдат монтирани на клемите на транзистора.

За да се намали пулсацията на изходното напрежение и да се намали диференциалното съпротивление на аналога, оксиден кондензатор с капацитет 100.. 500 μF може да се свърже паралелно към клемите на ценерови диоди.

В заключение, малко за коефициента на температурно напрежение (TCV) на аналога. При използване на прецизни ценерови диоди от серията D818, KS191, аналогът на TKN ще бъде значително по-лош от ценерови диод TKN. Ако се използва ценерови диод със стабилизиращо напрежение над 16 V, TKN на аналога ще бъде приблизително равен на TKN на ценерови диод, а с ценерови диоди D808 - D814 TKN на аналога ще се подобри.

И. КУРСКИ

ОТ РЕДАКТОРА. Статията на I. Kursky не повдига въпроса за избора на баластно съпротивление, като се има предвид, че вече имате верига за параметричен стабилизатор и просто трябва да изберете мощен ценеров диод. Ако няма такава схема, използвайте препоръките за изчисляване на баластния резистор, дадени в статията на В. Крилов „Прост стабилизатор на напрежението“ в Радио, 1977, № 9, стр. 53, 54

Въпреки че по време на подготовката на колекцията бяха специално подбрани схеми, които използват най-често срещаните, широко достъпни и евтини елементи, не би било излишно да се посочи редът на използване на други елементи, които еднакво или с голям успех заместват липсващите.

Когато заменяте един елемент с друг, се препоръчва първо да използвате справочна литература. В кратко приложение, дори ако желаете, е невъзможно да се изброят всички възможни опции за подмяна на елементи, тъй като има повече от дузина имена само на полупроводникови диоди. Въпреки това е възможно да се даде общ подход към възможното използване на някои елементи на устройството вместо други.

Да започнем с полупроводникови диоди. Условно всички полупроводникови диоди, използвани в колекцията, се разделят на нискомощни високочестотни германиеви диоди (диоди тип D9B - D9Zh), силициев импулс с ниска мощност (висока честота) - KD503A и силициев (нискочестотен) - KD102A ( Б). Буквата в суфикса (края) на обозначението на елемента (A, B, C и т.н.) означава вариант на основния модел, различаващ се по някакъв начин от останалите.

В чуждестранни публикации диодите с общо предназначение често се обозначават по един начин: това са универсални нискочестотни или високочестотни германиеви или силициеви диоди. Освен ако веригата не определя специални изисквания за диоди, минимални изискванияза тях са:

Високочестотни германиеви или силициеви диоди - с максимално обратно напрежение най-малко 30 V (по отношение на колекторни вериги - дори 15 V), прав ток най-малко 10 mA. Работна честота - не по-ниска от няколко MHz.

Високочестотни германиеви диоди: Д9Б - Д9Ж; GD402 (1D402); GD507; GD508\GD511и други.

Превключване на силициеви диоди: KD503 (2D503); KD504\ KD509 - KD512] KD514; KD520 - KD522 и др.

Нискочестотни (мощни) диоди - с максимално обратно напрежение най-малко 300 V, прав ток най-малко 100 mA. Работна честота - не по-ниска от няколко kHz.

Силициеви нискочестотни диоди: KD102 - KD105\D226 и други с работно напрежение не по-ниско от напрежението, използвано в конкретна схема.

Разбира се, полупроводникови устройства, които имат по-висока производителност и често са по-скъпи (проектирани за по-висок работен ток, по-висока максимална честота, по-високо обратно напрежение и т.н.) могат успешно да заменят диода, препоръчан в колекцията, остарял модел диод.

Когато сменяте ценерови диоди, първо трябва да обърнете внимание на стабилизиращото напрежение. Всички схеми за събиране използват предимно ценерови диоди с ниска мощност. В момента се предлага широка гама от различни ценерови диоди, които често са взаимозаменяеми без никакви резерви. Както вече беше споменато в един от разделите на книгата, вижте глава 1, ценеров диод за всяко повишено или нестандартно напрежение може да бъде съставен от други ценерови диоди, свързани последователно, или тяхната комбинация с верига от предубеден германий и (или) силициеви диоди.

Въпросите за пълната подмяна на полупроводникови устройства също са разгледани в глава 1.

Когато сменяте транзисторите, трябва да се ръководите от следното. За тези устройства също има разделение на силициеви, германиеви, нискочестотни, високочестотни, мощни, маломощни транзистори и др.

Тази колекция най-често представя най-често срещаните транзистори, произведени от индустрията повече от 30 години, това са KT315 - силициеви нискомощни високочестотни p-p-p структури. Техните структурни антоними са KT361. Сред силициевите транзистори с висока мощност това е p-p-p структурата KT805; германий маломощен високочестотен - GT311 (1T311) p-p-p и техните антоними p-p-p структура - GT313 (1T313). Основните характеристики на тези транзистори са дадени по-горе.

За всички тези транзистори, разбира се, има голям избор от еквивалентни и свързани излишни полупроводникови устройства, понякога различаващи се от прототипа само по име.

Основните критерии за подмяна са следните: максимално работно напрежение на колектора на транзистора, максимален ток на колектора, максимална разсейвана мощност на колектора, максимална работна честота, коефициент на пренос на ток. По-рядко за схемите, представени в колекцията, величината на остатъчното напрежение колектор-емитер и шумовите характеристики на транзистора са значителни.

При замяна на един транзистор с друг нито един от тези параметри не трябва да се подценява или влошава. В същото време, в сравнение с доста древни модели транзистори, съвременните им разновидности имат автоматично и еволюционно усвоени свойства, които са очевидно подобрени в сравнение с техните далечни предци.

Така например транзисторите от типа KT315 могат да бъдат заменени с по-модерни, които очевидно имат най-добри характеристикитранзистори като KT3102 (нискошумящи високочестотни силициеви транзистори), KT645 (по-мощни високочестотни транзистори с малък размер) и др.

Транзисторите KT361 могат да бъдат заменени с транзистори от типа KT3107 (нискошумящи високочестотни силициеви транзистори) или други подобни.

Мощни транзистори от типа KT805 (2T805), използвани в схеми за събиране главно в ULF изходни етапи и стабилизатори на напрежение, могат да бъдат заменени без увреждане на работата на веригите с аналози, транзистори от серията KTVxx (2T8xx) от p-p-p структурата, където xx е серийният номер на разработката. Изключение от тази серия са транзисторите KT809, KT812, KT826, KT828, KT838, KT839, KT846, KT856 и др.

Трябва да се отбележи, че ако по време на работа транзисторът се нагрява забележимо, това означава, че режимът му на работа е избран неправилно, използвани са резистори с други номинални стойности или има грешка при инсталиране. Ако работата на транзистор при повишен колекторен ток е предвидена от условията на работа на определена верига и транзисторът се нагрява забележимо, трябва да помислите за замяната на този елемент с по-мощен или да вземете мерки за охлаждането му. Обикновено обикновеният радиатор или използването на вентилатор ви позволява да увеличите допустимата мощност, разсейвана от полупроводников елемент (транзистор или диод) с 10...15 пъти.

Понякога едно мощно полупроводниково устройство (диод или транзистор) може да бъде заменено с устройства с ниска мощност, свързани паралелно. При включването на това обаче трябва да се вземе предвид следното. Тъй като по време на производството на полупроводникови устройства, дори от една и съща производствена партида, техните свойства се различават значително, с проста паралелна връзка, натоварването върху тях може да бъде разпределено изключително неравномерно, което ще доведе до последователно изгаряне на тези устройства. За равномерно разпределение на токовете в паралелно свързани диоди и транзистори е трудно да се включи резистор със съпротивление от няколко до десетки ома последователно с диода или в емитерната верига на транзистора.

Ако е необходимо да се използва полупроводников диод, предназначен за високо напрежение, подмяната може да се извърши чрез последователно свързване на няколко диода от същия тип, предназначени за ниско напрежение. Както и преди, за да се осигури равномерно разпределение на обратното напрежение, което е най-опасно за работата на диодния модул, резистор със съпротивление от няколкостотин kOhms до няколко megohms трябва да бъде свързан паралелно към всеки от диодите на модула . Разбира се, известни са и подобни схеми за свързване на транзистори, но те се използват рядко. Във всеки случай, за схемите, представени в колекцията, няма да се изискват такива замени, тъй като всички вериги са предназначени предимно за захранване с ниско напрежение.

При подмяна полеви транзисториситуацията е много по-сложна. Въпреки че самите полеви транзистори се появиха на страниците на списания и книги доста отдавна, техният обхват не е толкова представителен и разпространението на параметрите е по-изразено. Замяната на чуждестранни транзистори с полеви ефекти може да бъде особено трудна. Що се отнася до схемите на колекцията, както беше казано по-рано, тя използва само най-достъпните елементи, включително транзистори с полеви ефекти.

В диаграмите, представени на страниците на сборника, многократно срещаме използването на телефонни капсули с малко необичайно предназначение – едновременно като нискочестотни трептящи вериги и излъчватели на звук. По принцип стандартни и широко използвани продукти се използват като такива телефонни капсули. Това е телефонна капсула тип TK-67, използвана в телефонни апарати местно производство, и слушалка тип TM-2 (TM-4), обикновено използвана в устройства за хора с увреден слух. Разбира се, тези телефонни капсули могат да бъдат заменени с други местни или чуждестранни, които имат подобни свойства, но в някои случаи може да е необходимо да изберете капацитет на кондензатора (например, ако тази телефонна капсула има нискочестотен резонансен осцилатор верига).

Стабилна заплата, стабилен живот, стабилно състояние. Последното не е за Русия, разбира се :-). Ако погледнете в обяснителен речник, можете ясно да разберете какво е „стабилност“. На първите редове Yandex веднага ми даде обозначението на тази дума: стабилен - това означава постоянен, стабилен, непроменлив.

Но най-често този термин се използва в електрониката и електротехниката. В електрониката постоянните стойности на даден параметър са много важни. Това може да бъде ток, напрежение, честота на сигнала и др. Отклонението на сигнала от даден параметър може да доведе до неправилна работа на електронното оборудване и дори до неговото повреда. Следователно в електрониката е много важно всичко да работи стабилно и да не се проваля.

В електрониката и електротехниката стабилизира напрежението. Работата на електронното оборудване зависи от стойността на напрежението. Ако се промени надолу или дори по-лошо, нагоре, тогава оборудването в първия случай може да не работи правилно, а във втория случай може дори да избухне в пламъци.

За да се предотвратят пикове и спадове на напрежението, различни Защита от пренапрежение.Както разбирате от фразата, те са свикнали стабилизирам„играещо“ напрежение.

Zener диод или Zener диод

Най-простият стабилизатор на напрежението в електрониката е радиоелемент ценеров диод. Понякога се нарича и Ценеров диод. В диаграмите ценеровите диоди са обозначени по следния начин:

Терминалът с „капачка“ се нарича същият като този на диод - катод, а другият извод е анод.

Ценеровите диоди изглеждат по същия начин като диодите. На снимката по-долу вляво е популярен тип модерен ценеров диод, а вдясно е една от пробите от Съветския съюз

Ако погледнете по-отблизо съветския ценеров диод, можете да видите това схематично обозначение на самия него, което показва къде е неговият катод и къде е неговият анод.

Стабилизиращо напрежение

Повечето основен параметърЦенеровият диод е, разбира се, стабилизиращо напрежение.Какъв е този параметър?

Да вземем чаша и да я напълним с вода...

Колкото и вода да налеем в чаша, излишъкът й ще се излее от чашата. Мисля, че това е разбираемо за дете в предучилищна възраст.

Сега по аналогия с електрониката. Стъклото е ценеров диод. Нивото на водата в пълна до ръба чаша е стабилизиращо напрежениеЦенеров диод. Представете си голяма кана с вода до чаша. Просто ще напълним чашата си с вода от каната, но не смеем да докоснем каната. Има само един вариант - налейте вода от кана, като пробиете дупка в самата кана. Ако каната беше по-малка по височина от чашата, тогава нямаше да можем да налеем вода в чашата. За да го обясним от гледна точка на електрониката, каната има „напрежение“, по-голямо от „напрежението“ на стъклото.

И така, скъпи читатели, целият принцип на работа на ценеровия диод се съдържа в стъклото. Без значение каква струя излеем върху него (добре, разбира се, в разумни граници, в противен случай чашата ще се отнесе и ще се счупи), чашата винаги ще бъде пълна. Но е необходимо да се излива отгоре. Това означава, Напрежението, което прилагаме към ценеровия диод, трябва да бъде по-високо от стабилизиращото напрежение на ценеровия диод.

Маркировка на ценерови диоди

За да разберем стабилизиращото напрежение на съветския ценеров диод, се нуждаем от справочна книга. Например, на снимката по-долу има съветски ценеров диод D814V:

Търсим параметри за него в онлайн директории в интернет. Както можете да видите, неговото стабилизиращо напрежение при стайна температура е приблизително 10 волта.

Чуждите ценерови диоди се маркират по-лесно. Ако се вгледате внимателно, можете да видите прост надпис:

5V1 - това означава, че стабилизиращото напрежение на този ценеров диод е 5,1 волта. Много по-лесно, нали?

Катодът на чуждестранните ценерови диоди е маркиран предимно с черна ивица

Как да проверите ценеров диод

Как да проверите ценеровия диод? Да, точно като! Можете да видите как да проверите диода в тази статия. Нека проверим нашия ценеров диод. Настройваме го на непрекъснатост и прикрепяме червената сонда към анода, а черната към катода. Мултиметърът трябва да показва спад на напрежението напред.

Разменяме сондите и виждаме една. Това означава, че нашият ценеров диод е в пълна бойна готовност.

Е, време е за експерименти. В схемите ценеровият диод е свързан последователно с резистор:

Където Uin – входно напрежение, Uизх.ст. – изходно стабилизирано напрежение

Ако погледнем внимателно диаграмата, не получаваме нищо повече от делител на напрежение. Всичко тук е елементарно и просто:

Uin=Uout.stab +Uresistor

Или с думи: входното напрежение е равно на сумата от напреженията на ценеровия диод и резистора.

Тази схема се нарича параметричен стабилизаторна един ценеров диод. Изчисляването на този стабилизатор е извън обхвата на тази статия, но ако някой се интересува, нека го гугълне ;-)

И така, нека сглобим веригата. Взехме резистор с номинална стойност 1,5 килоома и ценеров диод със стабилизиращо напрежение 5,1 волта. Отляво свързваме захранването, а отдясно измерваме полученото напрежение с мултицет:

Сега внимателно следим показанията на мултиметъра и захранването:

И така, докато всичко е ясно, нека добавим още напрежение... Опа! Нашето входно напрежение е 5,5 волта, а изходното напрежение е 5,13 волта! Тъй като стабилизиращото напрежение на ценеровия диод е 5,1 волта, както виждаме, то се стабилизира перфектно.

Нека добавим още малко волта. Входното напрежение е 9 волта, а ценеровият диод е 5,17 волта! невероятно!

Добавяме и... Входното напрежение е 20 волта, а изходното, сякаш нищо не се е случило, е 5,2 волта! 0,1 волта е много малка грешка, дори може да бъде пренебрегната в някои случаи.

Волт-амперна характеристика на ценеров диод

Мисля, че няма да навреди да се вземе предвид характеристиката ток-напрежение (VC) на ценеровия диод. Изглежда нещо подобно:

Където

Ipr– прав ток, A

Upr– предно напрежение, V

Тези два параметъра не се използват в ценеровия диод

Uarr– обратно напрежение, V

Ust– номинално стабилизиращо напрежение, V

Ист– номинален стабилизиращ ток, A

Номинален означава нормален параметър, при който е възможна дългосрочна работа на радио елемента.

Imax– максимален ток на ценеров диод, A

Незабавно– минимален ток на ценеров диод, A

Ist, Imax, Imin – Това е токът, който протича през ценеровия диод, когато той работи.

Тъй като ценеровият диод работи с обратна полярност, за разлика от диода (ценеровият диод е свързан с катода към плюса, а диодът с катода към минуса), тогава работната зона ще бъде точно тази, маркирана с червения правоъгълник .

Както виждаме, при известно напрежение Urev нашата графика започва да пада надолу. По това време в ценеровия диод се случва такова интересно нещо като повреда. Накратко, той вече не може да увеличи напрежението върху себе си и в този момент токът в ценеровия диод започва да се увеличава. Най-важното е да не прекалявате с тока, повече от Imax, в противен случай ценеровият диод ще се повреди. За най-добър режим на работа на ценеровия диод се счита режимът, при който токът през ценеровия диод е някъде по средата между максималната и минималната стойност. Това ще се появи на графиката работна точкарежим на работа на ценеровия диод (отбелязан с червен кръг).

Заключение

Преди това, във времена на оскъдни части и началото на разцвета на електрониката, често се използва ценеров диод, колкото и да е странно, за стабилизиране на изходното напрежение. В стари съветски книги по електроника можете да видите тази част от веригата на различни захранвания:

Отляво, в червената рамка, маркирах част от веригата на захранването, която ви е позната. Тук получаваме постоянно напрежение от променливо напрежение. Вдясно в зелената рамка е диаграмата на стабилизацията ;-).

Понастоящем стабилизаторите на напрежение с три терминала (интегрирани) заменят стабилизатори, базирани на ценерови диоди, тъй като стабилизират напрежението многократно по-добре и имат добро разсейване на мощността.

На Ali можете да вземете цял набор от ценерови диоди наведнъж, вариращи от 3,3 волта до 30 волта. Избирам по ваш вкус и цвят.

Ценерови диоди (ценерови диоди, Z-диоди) са предназначени за стабилизиране на напрежението и режимите на работа на различни компоненти на електронно оборудване. Принципът на действие на ценеровия диод се основава на феномена на Ценер разбивкапреход. Този тип електрическа повреда възниква в полупроводникови преходи с обратно отклонение, когато напрежението се повиши над определено критично ниво. В допълнение към ценеровия пробив е известен и използван за стабилизиране на напрежението лавинен пробив. Типичните зависимости на тока през полупроводниково устройство (ценеров диод) от големината на приложеното право или обратно напрежение (волт-амперни характеристики, характеристики на ток-напрежение) са показани на фиг. 1.1.

Директни клонове на ток-напреженовата характеристика различни ценерови диодипрактически съвпадат (фиг. 1.1), а обратният клон има индивидуални характеристики за всеки тип ценерови диоди. Тези параметри: стабилизиращо напрежение; минимален и максимален стабилизационен ток; ъгълът на наклон на характеристиката ток-напрежение, характеризиращ стойността на динамичното съпротивление на ценеровия диод (неговото "качество");

максимално разсейване на мощността; температурен коефициент на стабилизиращо напрежение (TKN) - използва се за изчисления на веригата.

Типична верига за свързване на ценеров диод е показана на фиг. 1.2. Стойността на съпротивлението на затихване R1 (в kOhm) се изчислява по формулата:

За стабилизиране на напрежението променлив токили за симетрично ограничаване на амплитудата му на ниво UCT, използвайте симетрични ценерови диоди (фиг. 1.3), например тип KS 175. Такива ценерови диоди могат да се използват за стабилизиране на постоянно напрежение, включвайки ги без спазване на полярността. Можете да получите „симетричен“ ценеров диод от два „асиметрични“, като ги свържете гръб към гръб съгласно схемата, показана на фиг. 1.4.

Индустриално произведените полупроводникови ценерови диоди ви позволяват да стабилизирате напрежението в широк диапазон: от 3,3 до 180 V. По този начин има ценерови диоди, които ви позволяват да стабилизирате ниски напрежения: 3,3; 3,9; 4.7; 5,6 V е KS133, KS139, KS147, KS156 и т.н. Ако е необходимо да се получи нестандартно стабилизиращо напрежение, например 6,6 V, можете да свържете два ценерови диода KS133 последователно. За три такива ценерови диода стабилизиращото напрежение ще бъде 9,9 V. За стабилизиращо напрежение от 8,0 V можете да използвате комбинация от ценерови диоди KS133 и KS147 (т.е. 3,3 + 4,7 V) или ценерови диод KS175 и силициев диод ( KD503) - в посока напред (т.е. 7,5+0,5 V).

В ситуации, когато е необходимо да се получи стабилно напрежение по-малко от 2...3 V, се използват стабистори - полупроводникови диоди, работещи на директния клон на характеристиката ток-напрежение (фиг. 1.1).

Имайте предвид, че вместо стабилизатори могат успешно да се използват конвенционални германий (Ge), силиций (Si), селен (Se), галиев арсенид (GaAs) и други полупроводникови диоди (фиг. 1.5). Стабилизиращото напрежение, в зависимост от тока, протичащ през диода, ще бъде: за германиеви диоди - 0,15...0,3 b; за силиций - 0,5...0,7 V.

Особено интересно е използването на светодиоди за стабилизиране на напрежението (фиг. 1.6) [R 11/83-40].

Светодиодите могат да изпълняват две функции едновременно: чрез светенето си да показват наличието на напрежение и да стабилизират стойността му на ниво от 1,5...2,2 V. Стабилизиращото напрежение на UCT светодиодите може да се определи по приблизителната формула: L/Cr=1236 /L. (B), където X е дължината на вълната на светодиодното излъчване в nm [Рл 4/98-32].

За стабилизиране на напрежението може да се използва обратният клон на характеристиката ток-напрежение на полупроводникови устройства (диоди и транзистори), които не са специално предназначени за тези цели (фиг. 1.7, 1.8, а също и фиг. 20.7). Това напрежение (лавинно пробивно напрежение) обикновено надвишава 7 V и не е силно повторяемо дори за полупроводникови устройства от същия тип. За да се избегне термично увреждане на полупроводниковите устройства по време на такъв необичаен режим на работа, токът през тях не трябва да надвишава части от милиампера. Така за диоди D219, D220 напрежението на пробив (стабилизиращо напрежение) може да бъде в диапазона от 120 до 180 V [P 9/74-62; R 10/76-46; R 12/89-65].

За стабилизиране на ниски напрежения се използват схемите, показани на фиг. 1.9 - 1.12. Във веригата (фиг. 1.9) [Goroshkov B.I.] се използва "диод" паралелна връзкадва силициеви транзистора. Стабилизиращото напрежение на тази схема е 0,65...0,7 V за силициевите транзистори и около 0,3 V за германиевите транзистори. Вътрешно съпротивлениена такъв аналог на стабистор не надвишава 5... 10 ома с коефициент на стабилизация до 1000...5000. Въпреки това, когато температурата се промени заобикаляща средаНестабилността на изходното напрежение на веригата е около 2 mV на градус.

В диаграмата на фиг. 1.10 [R 6/69-60; ВРЯ 84-9] изп серийна връзкагерманиеви и силициеви транзистори. Токът на натоварване на този аналог на ценеров диод може да бъде 0,02... 10 mA. Устройствата, показани на фиг. 1.11 и 1.12 [Рл 1/94-33], използват обратно свързване на транзистори от p-p-p и p-p-p структури и се различават само по това, че за увеличаване на изходното напрежение в една от веригите, силициев диод е свързан между бази на транзисторите (един или няколко). Токът на стабилизиране на аналозите на ценерови диоди (фиг. 1.11, 1.12) може да бъде в диапазона от 0,1...100 mA, диференциалното съпротивление в работната част на характеристиката ток-напрежение не надвишава 15 ома.

Ниските напрежения също могат да бъдат стабилизирани с помощта на транзистори с полеви ефекти (фиг. 1.13, 1.14). Коефициентът на стабилизация на такива вериги е много висок: за верига с един транзистор (фиг. 1.13) той достига 300 при захранващо напрежение от 5... 15 V, за верига с два транзистора (фиг. 1.14) при същото условия надвишава 1000 [P 10/95-55]. Вътрешното съпротивление на тези аналози на ценерови диоди е съответно 30 ома и 5 ома.

Стабилизатор на напрежението може да се получи, като се използва динисторен аналог като ценеров диод (фиг. 1.15, виж също глава 2) [Goroshkov B.I.].

За стабилизиране на напреженията при големи токове в товара се използват по-сложни схеми, показани на фиг. 1,16 - 1,18 [R 9/89-88, R 12/89-65]. За увеличаване на тока на натоварване е необходимо да се използва мощни транзисториинсталирани на радиатори.

Стабилизатор на напрежение, работещ в широк диапазон от вариации на захранващото напрежение (от 4,5 до 18 6) и имащ стойност на изходното напрежение, малко по-различна от долната граница на захранващото напрежение, е показан на фиг. 1.19 [Горошков B.I.].

Видовете ценерови диоди и техните аналози, разгледани по-рано, не позволяват плавно регулиране на стабилизиращото напрежение. За решаването на този проблем се използват вериги от регулируеми паралелни стабилизатори, подобни на ценерови диоди (фиг. 1.20, 1.21).

Аналог на ценеров диод (фиг. 1.20) ви позволява плавно да променяте изходното напрежение в диапазона от 2,1 до 20 V [R 9/86-32]. Динамичното съпротивление на такъв "ценер диод" при ток на натоварване до 5 mA е 20...50 Ohms. Температурната стабилност е ниска (-3x10"3 1/°C).

Нисковолтовият аналог на ценеровия диод (фиг. 1.21) ви позволява да зададете произволно изходно напрежение в диапазона от 1,3 до 5 V. Стабилизационното напрежение се определя от съотношението на резисторите R1 и R2. Изходният импеданс е паралелен стабилизаторпри 3.8V е близо до 1 ом. Изходният ток се определя от параметрите на изходния транзистор и за KT315 може да достигне 50... 100 mA.

Оригинални схеми за получаване на стабилно изходно напрежение са показани на фиг. 1.22 и 1.23. Устройството (фиг. 1.22) е аналог на симетричен ценеров диод [E 9/91]. За стабилизатор с ниско напрежение (фиг. 1.23) коефициентът на стабилизиране на напрежението е 10, изходният ток не надвишава 5 mA, а изходното съпротивление варира от 1 до 20 ома.

Аналог на диференциален ценеров диод с ниско напрежение на фиг. 1.24 има повишена стабилност [P 6/69-60]. Изходното му напрежение зависи малко от температурата и се определя от разликата в стабилизиращите напрежения на два ценерови диода. Повишената температурна стабилност се обяснява с факта, че при промяна на температурата напрежението на двата ценерови диода се променя едновременно и в близки пропорции.

Литература: Шустов М.А. Практически дизайн на схеми (книга 1), 2003 г