Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Загрузка...

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Стабилитроны

Стабилитроны (их называют еще опорными диодами) представ­ляют собой полупроводниковый диод с p-n-переходом, в котором специальным подбором исходных материалов добиваются высокого постоянства падения напряжения независимо от значений протека­ющего через него обратного тока. На рис. 17 приведена вольт-ам­перная характеристика кремниевого стабилитрона типа 2С162А, предназначенного для формирования опорного напряжения (6,2±0,3) В. Прямая ветвь вольт-ампер ной характеристики имеет та­кой же вид, как и у обычных выпрямительных кремниевых диодов, а обратная ветвь отличается наличием резкого излома в точке с на­пряжением UСТ. Это напряжение называется номинальным напряжением стабилизации. Оно остается практически постоянным на рабо­чем участке вольт-амперной характеристики при изменении обрат­ного тока от IMIN до IMAX. Для стабилитрона типа 2С162А эти токи соответственно равны 3 и 22 мА.

Промышленностью выпускается широкий ассортимент стабилит­ронов с номинальным напряжением стабилизации от 3,3 до 180 В (с шагом примерно 10 %), различающихся величиной допуска ∆UСТ на разброс UСТ, температурной нестабильностью этого параметра aСТ, допустимой мощностью PMAX, рассеиваемой в стабилитроне, динамическим сопротивлением RДИН (т.е. наклоном рабочего участка вольт-амперной характеристики), конструктивным испол­нением, диапазоном рабочих температур ∆T. Эти и некоторые до­полнительные параметры стабилитронов приводятся в справочных данных.

Конструктивное оформление стабилитронов мало отличается от оформления выпрямительных диодов. Стабилитроны малой мощно­сти от 20 до 300 мВт выпускаются в круглых пластмассовых или ме­таллических корпусах диаметром 5–10 мм и длиной около 12–25 мм. Выпускаются стабилитроны и в бескорпусном оформлении в виде пластмассовых таблеток с поперечными размерами не более 2 мм (например, стабилитрон типа КС164М). Стабилитроны средней мощности свыше 300 мВт и до 5 Вт оформлены в металлических или пластмассовых корпусах с гибкими или жесткими выводами. В по­следнем случае анодный вывод стабилитрона имеет резьбу, что поз­воляет осуществлять его надежный монтаж на охлаждающем радиа­торе. Все стабилитроны большой мощности, равной 8 Вт, имеют жесткие выводы для установки на радиаторе.

Основные технические характеристики некоторых типов стаби­литронов приведены в табл. 4.

Таблица 4

Тип ста­билитрона UСТ, В DUCТ, % (В) PMAX, мВт IСТ, мА RДИН, Ом IMIN, мА IMAX, мА aCТ*10-2, %10С
КС133А 3,3 ±10 –11
2С147Т-1 4,7 (±0,2) 10,6 – 8
2С162А 6,2 ±5 ±0,5
Д808 7–8,5
КС191Ф 9,1 ±5 , ±0,05
КС222Ж (±2,2) 0,5 5,7
КС515Г ±5 0,5
Д816Д ±15
КС650А ±15 2,5
Д815В 8,2 ±15 1,5 ±9

 
 

Примечаиие: Для всех типов стабилитронов ∆T от –60 до +125°С.



 

Для получения стабильного напряжения на зажимах некоторого сопротивления нагрузки RHстабилитрон включают так, как пока­зано на рис. 18. Резистор R1 служит для ограничения тока, протека­ющего через стабилитрон VD1. При увеличении входного напряже­ния от своего минимального значения до максимального ток в ста­билитроне IСТ также увеличивается, однако за счет действия рези­стора R1 удерживается в допустимых пределах от IMIN до IMAX. При этом на стабилитроне устанавливается номинальное напряжение стабилизации UCT, которое почти не возрастает. В нагрузке RН протекает ток IН = UСТ/RHтакже практически неизменной величи­ны. Порядок пользования справочными данными покажем на приме­ре расчета простейшего стабилизатора напряжения, приведенного на рис. 18.

Пример. Пусть электронное локомотивное устройство требуется обеспечить стабильным напряжением питания, номинальная величина кото­рого равна UСТ = (15 ± 1) В. Ток, потребляемый устройством, IН = 15мА. При этом напряжение первичного источника UП, которым является локомо­тивная батарея, равно (70 ± 20) В, т. е. изменяется от UП. MIN – 50В до UП. MAX – 90 В.

Расчет стабилизатора проводят в следующей последовательности. Вначале определяют максимально необходимый обратный ток стабилитрона:

(1)

Затем проверяют, удовлетворяет ли полученное значение этого тока не­равенству

IД < IMAX, (2)

после чего находят величину ограничительного сопротивления R1:

R1 = (UП. MAXUП. MIN)/(IДIMIN). (3)

Выбираем стабилитрон типа КС515Г со следующими параметрами, при­веденными в табл. 4:

UСТ= 15 ± 0,05·15= (15 ± 0,75) В; RДИН » 25 Ом;

aСТ = 0,005 %/°С; IMIN = ЗмА; IMAX = 31 мА.

Пользуясь выражением (1), находим величину IД:

Убеждаемся, что условие (2) удовлетворяется, так как 24 < 31. В соответствии с выражением (3) находим R1:

R1 = (90 — 50)/[(24—3) 10-3] =1,95-103 » 2 кОм.

Нетрудно подсчитать, что при этом сопротивлении резистора и минимальном напряжении питания ток, протекающий через стабилитрон, равен 3 мА. Тогда при изменении напряжения питания с 50 до 90. В изменение напряже­ния на электронном устройстве по отношению к номинальному

Термостабильность выходного напряжения определим при условии, что окружающая температура может изменяться от –10 до +50°С. Отсюда не­стабильность ∆UСТ.Т напряжения на нагрузке, обусловленная изменением температуры на величину ∆T = 50–(–10) = 60°С (по отношению к номинальной температуре, равной 20°С),

Таким образом, суммарная нестабильность выходного напряжения рассматриваемого стабилизатора

UСТ = ∆UСТ.ПИТ + ∆UСТ.Т = ±0,28В.

Отсюда следует, что относительная нестабильность выходного напряжения не превышает

Отметим, что относительная нестабильность исходного напряжения питания значительно выше:

Таким образом, рассмотренный стабилизатор напряжения при указанном изменении внешней температуры более чем в 14 раз повышает стабильность напряжения на нагрузке по сравнению со стабильностью исходного напряжения питания.

Варикапы

Полупроводниковый диод с p-n-переходом, емкость которого изменяется под действием приложенного обратного напряжения, называется варикапом. Свое название варикап получил от сокращения двух английских слов vari(able) cap(acity)переменная емкость. Варикапы (рис. 19) оформлены так же, как и обычные выпрямитель­ные диоды. Отличие в свойствах заключается в том, что применяя специальную технологию, добиваются существенной зависимости ем­кости p-n-перехода варикапа от величины обратного напряжения при достаточно большом начальном значении этой емкости.

В отличие от воздушных или керамических конденсаторов пере­менной емкости, имеющих сложную конструкцию и подвижные эле­менты, подверженные износу, варикапы представляют собой твер­дое кристаллическое тело, в котором управление емкостью осуществ­ляется не взаимным перемещением отдельных элементов или частей, а приложенным напряжением. Это делает срок службы варикапов практически неограниченным и обеспечивает возможность их ис­пользования в различных устройствах автоматической подстройки частоты, следящих устройствах, и в схемах автоматики без примене­ния электрического привода.

Варикапы характеризуются следующими основными параметра­ми: общая емкость СВ — емкость, измеренная между выводами ва­рикапа при заданном обратном напряжении; коэффициент перекры­тия по емкости КС — величина, показывающая, во сколько раз мо­жет быть изменена емкость варикапа в диапазоне рабочих значений обратного напряжения; максимально допустимое обратное напряжение ∆UОБР. MAX; максимально допустимая рассеиваемая мощность PВ.MAX.

В табл. 5 приводятся значения этих параметров для некоторых типов варикапов.

Значение общей емкости СВ в зависимости от типа варикапа за­ключено в пределах от 2 до 600 пФ при коэффициенте перекрытия от 2,5 до 18 и максимально допустимой рассеиваемой мощности вплоть до 7 Вт.

Таблица 5

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Стабилитроны

Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 400; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.161.92.49
Генерация страницы за: 3.388 сек.