Вопрос № 2

Стабилитрон это тоже диод, но предназначен он не для выпрямления переменного тока, хотя и может выполнять такую функцию, а для стабилизации, т.е. поддержания постоянства напряжения в цепях питания радиоэлектронной аппаратуры. Внешний вид одной из конструкций наиболее распространенных среди радиолюбителей стабилитронов и его графическое обозначение показаны на (рис. 13).

По устройству и принципу работы кремниевые стабилитроны широкого применения аналогичны плоскостным выпрямительным диодам. Но работает стабилитрон не на прямом участке вольт – амперной характеристики, как выпрямительные или высокочастотные диоды, а на обратной ветви вольт – амперной характеристики, где незначительное обратное напряжение вызывает значительное увеличение обратного тока через прибор. Разобраться в сущности действия стабилитрона вам поможет его вольт- амперная характеристика, показанная на (рис. 14, а). Здесь (как и на рис. 14) 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 отрицательным полюсом источника питания. При таком включении через стабилитрон течет обратный ток Iобр. По мере увеличения обратного напряжения обратный ток растет очень медленно – характеристика идет почти параллельно оси Uобр. Но при некотором напряжении Uобр. (на рис. 14, а – около 8 В) р-n переход стабилитрона пробивается и через него начинает течь значительный обратный ток. Теперь вольтамперная характеристика резко поворачивает и идет вниз почти параллельно оси Iобр. Этот участок и является для стабилитрона рабочим. Пробой же р – n перехода не ведет к порче прибора, если ток через него не превышает некоторого допустимого значения.

Рис. 13– Стабилитрон и его графическое обозначение на схемах.

Рис. 14 – Вольтамперная характеристика стабилитрона (а) и схема параметрического стабилизатора напряжения (б).

На (рис. 14,б) приведена схема возможного практического применения стабилитрона. Это параметрический стабилизатор напряжения. При таком включении через стабилизатор V течет обратный ток Iобр., создающийся источником питания, напряжение которого может изменяться в значительных пределах. 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 – стабильным. Резистор R ограничивает максимально допустимый ток, текущий через стабилитрон. Со стабилизаторами напряжения вам неоднократно придется иметь дело на практике. Вот наиболее важные параметры стабилитрона: напряжение стабилизации Uст., ток стабилизации Iст., минимальный ток стабилизации Icт.min и максимальный ток стабилизации Icт.max. Параметр Uст. – это то напряжение, которое создается между выводами стабилизатора в рабочем режиме.

Наша промышленность выпускает кремниевые стабилитроны на напряжение стабилизации от нескольких вольт до 180 В. Минимальный ток стабилизации Iст. min – это наименьший ток через прибор, при котором начинается устойчивая работа в режиме пробоя (на рис. 14, а – штриховая линия Iст.min), с уменьшением этого тока прибор перестает стабилизировать напряжение. Максимально допустимый ток стабилизации Iст.max – это наибольший ток через прибор (не путайте с током, текущим в цепи, питающейся от стабилизатора напряжения), при котором температура его р – n перехода не превышает допустимой (на рис. 14, а – штриховая линия Icт.max) – Превышение тока Iст.max ведёт к тепловому пробою р – n перехода и, естественно, к выходу прибора из строя.