Краткие теоретические сведения. Знакомство со схемами параметрических стабилизаторов напряжения и исследование их характеристик

Цель работы

Знакомство со схемами параметрических стабилизаторов напряжения и исследование их характеристик.

Стабилизатором напряжения называют устройство, поддерживающее с определенной точностью неизменным напряжение на нагрузке. Изменение напряжения на нагрузке может быть вызвано следующими причинами: изменениями напряжения источника питания, изменением нагрузки, изменением температуры окружающей среды.

Стабилизатор, осуществляющий стабилизацию напряжения за счет изменения параметров полупроводниковых приборов, называется параметрическим (рис. 2.14). Такой стабилизатор может быть выполнен на базе стабилитрона.

Стабилитрон – это полупроводниковый диод, работающий в режиме лавинного пробоя.

При обратном смещении полупроводникового диода («-» на аноде, «+» - на катоде) возникает электрический лавинный пробой p – n – перехода вследствие ударной ионизации атомов полупроводника и лавинообразного размножения носителей заряда. При этом в широком диапазоне изменения тока через диод напряжение на нем изменяется очень незначительно. Для ограничения тока через стабилитрон последовательно с ним включают сопротивление R_ОГР.

Основными параметрами стабилитрона являются:

U_ст - напряжение стабилизации (при заданном токе стабилизации);

I_ст.мин - минимально допустимый ток стабилизации;

I_{ст.макс} - максимально допустимый ток стабилизации;

r_ст - дифференциальное сопротивление на участке пробоя (r_ст = du/di).

Величины напряжений и токов указываются положительными.

Рис.2.14. Схема параметрического стабилизатора

При токе стабилизации меньше I_ст.мин уменьшается коэффициент стабилизации, так как возрастает динамическое сопротивление стабилитрона, а при токе стабилизации больше чем I_{ст.макс} происходит перегрев p-n – перехода, что приводит к невосстановимому тепловому пробою, то есть к выходу из строя.

Величина нестабилизированного напряжения V1 как правило существенно больше напряжения стабилизации. Величина сопротивления нагрузки R_н обычно многократно больше динамического сопротивления стабилитрона. В этих условиях установка рабочей точки стабилитрона в схеме осуществляется с помощью резистора R_огр., значение которого может быть рассчитано по приближенной формуле без учета r_ст.

,

где E – величина нестабилизированного напряжения;

U_ст и I_ст – паспортные данные напряжения и тока стабилизации для выбранного стабилитрона.

Дата добавления: 2015-06-04