제너 다이오드(제너 다이오드, Z-다이오드)는 전자 장비의 다양한 구성 요소의 전압 및 작동 모드를 안정화하도록 설계되었습니다. 제너 다이오드의 작동 원리는 n접합의 제너 항복 현상을 기반으로 합니다. 이러한 유형의 전기적 파괴는 전압이 특정 임계 수준 이상으로 증가할 때 역바이어스된 반도체 접합에서 발생합니다. 제너 항복 외에도 눈사태 항복이 알려져 있으며 전압을 안정화하는 데 사용됩니다. 적용된 순방향 또는 역방향 전압(볼트암페어 특성, 전류-전압 특성)의 크기에 대한 반도체 장치(제너 다이오드)를 통한 전류의 일반적인 의존성은 그림 1에 나와 있습니다. 1.1.

서로 다른 제너 다이오드의 전류-전압 특성의 순방향 분기는 거의 동일하며(그림 1.1), 역방향 분기는 각 유형의 제너 다이오드에 대해 개별적인 특성을 갖습니다. 이러한 매개변수는 다음과 같습니다. 안정화 전압; 최소 및 최대 안정화 전류; 제너 다이오드의 동적 저항 값 ( "품질")을 특성화하는 전류-전압 특성의 경사각;

최대 전력 손실; 안정화 전압 온도 계수(TKN) - 회로 계산에 사용됩니다.

일반적인 제너 다이오드 연결 회로가 그림 1에 나와 있습니다. 1.2. 감쇠 저항 R1(kOhm 단위)의 값은 다음 공식으로 계산됩니다.

AC 전압을 안정화하거나 UCT 레벨에서 진폭을 대칭적으로 제한하기 위해 대칭형 제너 다이오드가 사용됩니다(그림 1.3)(예: KS 175 유형). 이러한 제너 다이오드는 극성을 관찰하지 않고 DC 전압을 안정화하여 켜는 데 사용할 수 있습니다. . 그림 2에 표시된 회로에 따라 두 개의 "비대칭" 제너 다이오드를 연속적으로 연결하여 "대칭" 제너 다이오드를 얻을 수 있습니다. 1.4.

산업적으로 생산된 반도체 제너 다이오드를 사용하면 3.3~180V의 넓은 범위에서 전압을 안정화할 수 있습니다. 따라서 저전압을 안정화할 수 있는 제너 다이오드가 있습니다: 3.3; 3.9; 4.7; 5.6V는 KS133, KS139, KS147, KS156 등입니다. 비표준 안정화 전압(예: 6.6V)을 얻어야 하는 경우 두 개의 KS133 제너 다이오드를 직렬로 연결할 수 있습니다. 이러한 세 개의 제너 다이오드의 경우 안정화 전압은 9.9V입니다. 8.0V의 안정화 전압의 경우 제너 다이오드 KS133 및 KS147(즉, 3.3 + 4.7V) 또는 제너 다이오드 KS175 및 실리콘 다이오드( KD503) - 순방향(즉, 7.5+0.5V).

2...3V 미만의 안정적인 전압을 얻어야 하는 상황에서는 전류-전압 특성의 직접 분기에서 작동하는 반도체 다이오드인 안정기가 사용됩니다(그림 1.1).

안정제 대신 기존의 게르마늄(Ge), 실리콘(Si), 셀레늄(Se), 갈륨비소(GaAs) 및 기타 반도체 다이오드를 성공적으로 사용할 수 있습니다(그림 1.5). 다이오드를 통해 흐르는 전류에 따른 안정화 전압은 다음과 같습니다: 게르마늄 다이오드의 경우 - 0.15...0.3 b; 실리콘용 - 0.5...0.7 V.

특히 흥미로운 점은 전압 안정화를 위한 발광 다이오드의 사용입니다(그림 1.6) [R 11/83-40].

LED는 두 가지 기능을 동시에 수행할 수 있습니다. 즉, 발광을 통해 전압의 존재를 표시하고 그 값을 1.5...2.2V 수준에서 안정화합니다. UCT LED의 안정화 전압은 대략적인 공식으로 결정할 수 있습니다: L/Cr=1236 /엘. (B), 여기서 X는 nm 단위의 LED 방사선 파장입니다[Рл 4/98-32].

전압을 안정화하기 위해 특별히 이러한 목적으로 의도되지 않은 반도체 장치(다이오드 및 트랜지스터)의 전류-전압 특성의 역방향 분기를 사용할 수 있습니다(그림 1.7, 1.8 및 그림 20.7). 이 전압(애벌런치 항복 전압)은 일반적으로 7V를 초과하며 동일한 유형의 반도체 장치에서도 반복성이 낮습니다. 이러한 비정상적인 작동 모드 중에 반도체 장치의 열 손상을 방지하려면 반도체 장치를 통과하는 전류가 1밀리암페어 미만을 초과해서는 안 됩니다. 따라서 다이오드 D219, D220의 경우 항복 전압 (안정화 전압)은 120 ~ 180V 범위가 될 수 있습니다 [P 9/74-62; R 10/76-46; R 12/89-65].

저전압을 안정화하기 위해 그림에 표시된 회로가 사용됩니다. 1.9 - 1.12. 회로(그림 1.9) [Goroshkov B.I.]는 두 개의 실리콘 트랜지스터의 "다이오드" 병렬 연결을 사용합니다. 이 회로의 안정화 전압은 실리콘 트랜지스터의 경우 0.65...0.7V이고 게르마늄 트랜지스터의 경우 약 0.3V입니다. 이러한 안정기 아날로그의 내부 저항은 최대 1000...5000의 안정화 계수로 5...10 Ohms를 초과하지 않습니다. 그러나 주변 온도가 변하면 회로 출력 전압의 불안정성은 1도당 약 2mV입니다.

그림의 다이어그램에서. 1.10 [R 6/69-60; VRYA 84-9]는 게르마늄과 실리콘 트랜지스터의 순차 연결을 사용했습니다. 이 제너 다이오드 아날로그의 부하 전류는 0.02...10mA일 수 있습니다. 그림에 표시된 장치. 1.11 및 1.12 [Рл 1/94-33], p-p-p 및 p-p-p 구조의 트랜지스터를 연속적으로 연결하고 회로 중 하나에서 출력 전압을 높이기 위해 실리콘 다이오드가 트랜지스터의 베이스(하나 또는 여러 개). 제너 다이오드 아날로그(그림 1.11, 1.12)의 안정화 전류는 0.1~100mA 범위에 있을 수 있으며, 전류-전압 특성 작업 섹션의 차동 저항은 15Ω을 초과하지 않습니다.

전계 효과 트랜지스터를 사용하여 저전압을 안정화할 수도 있습니다(그림 1.13, 1.14). 이러한 회로의 안정화 계수는 매우 높습니다. 단일 트랜지스터 회로(그림 1.13)의 경우 공급 전압 5...15V에서 300에 도달하고, 동일한 회로의 2개 트랜지스터 회로(그림 1.14)의 경우 300에 도달합니다. 조건이 1000을 초과합니다 [P 10/95-55]. 이러한 제너 다이오드 아날로그의 내부 저항은 각각 30Ω과 5Ω입니다.

전압 안정기는 dinistor 아날로그를 제너 다이오드로 사용하여 얻을 수 있습니다(그림 1.15, 2장 참조) [Goroshkov B.I.].

부하의 고전류에서 전압을 안정화하기 위해 그림 1에 표시된 것처럼 더 복잡한 회로가 사용됩니다. 1.16 - 1.18 [R 9/89-88, R 12/89-65]. 부하 전류를 높이려면 방열판에 설치된 강력한 트랜지스터를 사용해야 합니다.

광범위한 공급 전압 변동 (4.5 ~ 18 6)에서 작동하고 공급 전압의 하한과 약간 다른 출력 전압 값을 갖는 전압 안정기가 그림 1에 나와 있습니다. 1.19 [Goroshkov B.I.].

앞에서 설명한 제너 다이오드 및 그 유사체 유형은 안정화 전압을 원활하게 조절할 수 없습니다. 이 문제를 해결하기 위해 제너 다이오드와 유사한 조정 가능한 병렬 안정기 회로가 사용됩니다(그림 1.20, 1.21).

제너 다이오드의 아날로그(그림 1.20)를 사용하면 2.1~20V [R 9/86-32] 범위에서 출력 전압을 원활하게 변경할 수 있습니다. 최대 5mA의 부하 전류에서 이러한 "제너 다이오드"의 동적 저항은 20...50Ω입니다. 온도 안정성이 낮습니다(-3x10"3 1/°C).

제너 다이오드의 저전압 아날로그(그림 1.21)를 사용하면 1.3~5V 범위의 출력 전압을 설정할 수 있습니다. 안정화 전압은 저항 R1과 R2의 비율에 의해 결정됩니다. 3.8V 전압에서 이러한 병렬 안정기의 출력 저항은 1Ω에 가깝습니다. 출력 전류는 출력 트랜지스터의 매개변수에 의해 결정되며 KT315의 경우 50~100mA에 도달할 수 있습니다.

안정적인 출력 전압을 얻기 위한 원래 회로는 그림 1에 나와 있습니다. 1.22 및 1.23. 이 장치(그림 1.22)는 대칭형 제너 다이오드 [E 9/91]와 유사합니다. 저전압 안정기(그림 1.23)의 경우 전압 안정화 계수는 10이고 출력 전류는 5mA를 초과하지 않으며 출력 저항은 1~20Ω입니다.

그림 1의 저전압 차동형 제너 다이오드와 유사합니다. 1.24에서는 안정성이 향상되었습니다 [P 6/69-60]. 출력 전압은 온도에 거의 영향을 받지 않으며 두 제너 다이오드의 안정화 전압 차이에 의해 결정됩니다. 증가된 온도 안정성은 온도가 변할 때 두 제너 다이오드의 전압이 동시에 가까운 비율로 변한다는 사실로 설명됩니다.

문학: Shustov M.A. 실제 회로 설계(1권), 2003

안정적인 급여, 안정적인 생활, 안정적인 상태. 물론 마지막 것은 러시아에 관한 것이 아닙니다 :-). 해설사전을 찾아보면 '안정성'이 무엇인지 확실히 알 수 있습니다. 첫 번째 줄에서 Yandex는 즉시 나에게 이 단어의 지정을 제공했습니다. 안정 - 이는 지속적이고 안정적이며 변하지 않음을 의미합니다.

그러나 대부분이 용어는 전자 및 전기 공학에서 사용됩니다. 전자공학에서는 매개변수의 상수 값이 매우 중요합니다. 전류, 전압, 신호 주파수 등이 될 수 있습니다. 특정 매개변수에서 신호가 벗어나면 전자 장비가 잘못 작동하고 심지어 고장날 수도 있습니다. 따라서 전자 제품에서는 모든 것이 안정적으로 작동하고 실패하지 않는 것이 매우 중요합니다.

전자 및 전기 공학 분야 전압을 안정시키다. 전자 장비의 작동은 전압 값에 따라 달라집니다. 그 정도가 덜하거나 더 나쁘게 변경되면 첫 번째 경우 장비가 올바르게 작동하지 않을 수 있으며 두 번째 경우에는 화염이 터질 수도 있습니다.

전압 스파이크 및 강하를 방지하기 위해 다양한 서지 보호기.문구에서 알 수 있듯이 그들은 다음과 같이 익숙합니다. 안정시키다"재생" 전압.

제너 다이오드 또는 제너 다이오드

전자 제품에서 가장 간단한 전압 안정기는 무선 요소입니다. 제너 다이오드. 때로는라고도합니다. 제너다이오드. 다이어그램에서 제너 다이오드는 다음과 같이 지정됩니다.

"캡"이 있는 단자를 다이오드 단자와 동일하게 부릅니다. 음극, 그리고 또 다른 결론은 양극.

제너 다이오드는 다이오드와 동일하게 보입니다. 아래 사진에서 왼쪽은 널리 사용되는 현대식 제너 다이오드이고 오른쪽은 소련의 샘플 중 하나입니다.

소련 제너 다이오드를 자세히 살펴보면 음극의 위치와 양극의 위치를 ​​나타내는 회로도 자체를 볼 수 있습니다.

안정화 전압

제너 다이오드의 가장 중요한 매개변수는 물론, 안정화 전압.이 매개변수는 무엇입니까?

유리잔에 물을 채워보자...

우리가 유리잔에 아무리 많은 물을 부어도, 그 초과분은 유리잔 밖으로 쏟아져 나올 것입니다. 미취학 아동도 이해할 수 있다고 생각합니다.

이제 전자 제품과 유사합니다. 유리는 제너 다이오드입니다. 컵의 가장자리까지 가득 찬 물의 양은 다음과 같습니다. 안정화 전압제너 다이오드. 유리잔 옆에 큰 물병이 있다고 상상해 보세요. 우리는 단지 주전자의 물로 유리잔을 채울 것이지만 감히 주전자를 만질 수는 없습니다. 옵션은 하나뿐입니다. 주전자 자체에 구멍을 뚫어 주전자에서 물을 붓는 것입니다. 주전자의 높이가 유리잔보다 작으면 유리잔에 물을 부을 수 없습니다. 전자 용어로 설명하자면, 주전자는 유리잔의 "전압"보다 더 큰 "전압"을 갖습니다.

따라서 독자 여러분, 제너 다이오드의 전체 작동 원리가 유리에 포함되어 있습니다. 우리가 어떤 흐름을 부어도 (물론 합리적인 범위 내에서 그렇지 않으면 유리가 옮겨져 깨질 것입니다) 유리는 항상 가득 차 있습니다. 그러나 위에서 쏟아야합니다. 이는 다음을 의미합니다. 제너 다이오드에 적용하는 전압은 제너 다이오드의 안정화 전압보다 높아야 합니다.

제너 다이오드 마킹

소련 제너 다이오드의 안정화 전압을 찾으려면 참고서가 필요합니다. 예를 들어 아래 사진에는 소련 제너 다이오드 D814V가 있습니다.

우리는 인터넷의 온라인 디렉토리에서 이에 대한 매개변수를 찾습니다. 보시다시피 실온에서의 안정화 전압은 약 10V입니다.

외국 제너 다이오드는 더 쉽게 표시됩니다. 자세히 살펴보면 간단한 비문을 볼 수 있습니다.

5V1 - 이는 이 제너 다이오드의 안정화 전압이 5.1V임을 의미합니다. 훨씬 쉽죠?

외국산 제너다이오드의 음극은 주로 검은색 줄무늬로 표시되어 있습니다.

제너다이오드를 확인하는 방법

제너 다이오드를 확인하는 방법은 무엇입니까? 예, 그렇습니다! 이 기사에서 다이오드를 확인하는 방법을 볼 수 있습니다. 제너 다이오드를 확인해 봅시다. 연속성을 설정하고 빨간색 프로브를 양극에 연결하고 검은색 프로브를 음극에 연결합니다. 멀티미터에 순방향 전압 강하가 표시되어야 합니다.

프로브를 교체하고 하나를 봅니다. 이는 제너 다이오드가 완전한 전투 준비 상태에 있음을 의미합니다.

이제 실험을 할 시간입니다. 회로에서 제너 다이오드는 저항과 직렬로 연결됩니다.

어디 Uin – 입력 전압, Uout.st. – 출력 안정화 전압

다이어그램을 자세히 살펴보면 전압 분배기 외에는 아무것도 얻지 못합니다. 여기에 있는 모든 것은 기본적이고 간단합니다.

Uin=Uout.stab +Uresistor

즉, 입력 전압은 제너 다이오드와 저항기의 전압의 합과 같습니다.

이 계획은 파라메트릭 안정 장치하나의 제너 다이오드에. 이 안정 장치의 계산은 이 기사의 범위를 벗어나지만, 관심 있는 사람이 있으면 구글에서 검색해 보세요 ;-)

그럼 회로를 구성해보자. 공칭 값이 1.5 킬로옴인 저항과 안정화 전압이 5.1 볼트인 제너 다이오드를 사용했습니다. 왼쪽에는 전원 공급 장치를 연결하고 오른쪽에는 멀티미터를 사용하여 결과 전압을 측정합니다.

이제 멀티미터와 전원 공급 장치의 판독값을 주의 깊게 모니터링합니다.

그럼 모든 것이 명확해진 상태에서 긴장감을 더해 볼까요... 앗! 입력 전압은 5.5V이고 출력 전압은 5.13V입니다! 제너 다이오드의 안정화 전압은 5.1V이므로 보시다시피 완벽하게 안정화됩니다.

볼트를 더 추가해 보겠습니다. 입력전압은 9볼트, 제너다이오드는 5.17볼트! 놀라운!

추가합니다... 입력 전압은 20볼트이고, 출력은 아무 일도 없었던 것처럼 5.2볼트입니다! 0.1V는 매우 작은 오류이므로 어떤 경우에는 무시할 수도 있습니다.

제너 다이오드의 볼트-암페어 특성

제너 다이오드의 전류-전압 특성(VAC)을 고려하는 것도 나쁘지 않을 것 같습니다. 다음과 같이 보입니다.

어디

Ipr- 순방향 전류, A

위로- 순방향 전압, V

이 두 매개변수는 제너 다이오드에 사용되지 않습니다.

우르- 역전압, V

우스트– 정격 안정화 전압, V

이스트– 정격 안정화 전류, A

공칭(Nominal)은 무선 소자의 장기간 작동이 가능한 정상적인 매개변수를 의미합니다.

아이맥스– 최대 제너 다이오드 전류, A

임민– 최소 제너 다이오드 전류, A

이스트, 아이맥스, 이민 – 제너다이오드가 동작할 때 흐르는 전류입니다.

제너 다이오드는 다이오드(제너 다이오드는 음극이 플러스에 연결되고 다이오드는 음극이 마이너스에 연결됨)와 달리 역극성으로 작동하므로 작업 영역은 정확히 빨간색 직사각형으로 표시된 영역이 됩니다. .

보시다시피 특정 전압 Urev에서 그래프가 떨어지기 시작합니다. 이때 제너다이오드에서 고장과 같은 흥미로운 현상이 발생한다. 즉, 더 이상 자체적으로 전압을 높일 수 없으며 이때 제너 다이오드의 전류가 증가하기 시작합니다. 가장 중요한 것은 Imax보다 더 많은 전류를 과용하지 않는 것입니다. 그렇지 않으면 제너 다이오드가 손상됩니다. 제너 다이오드의 최상의 작동 모드는 제너 다이오드를 통과하는 전류가 최대값과 최소값 사이의 중간에 있는 모드로 간주됩니다. 그래프에 이렇게 나오네요 작동점제너 다이오드의 작동 모드(빨간색 원으로 표시).

결론

이전에는 부품이 부족하고 전자 제품 전성기가 시작될 때 이상하게도 출력 전압을 안정화하기 위해 제너 다이오드가 자주 사용되었습니다. 전자 제품에 관한 옛 소련 서적에서 다양한 전원 공급 장치 회로의 다음 섹션을 볼 수 있습니다.

왼쪽의 빨간색 프레임에는 여러분에게 친숙한 전원 회로 부분을 표시했습니다. 여기서는 AC 전압에서 DC 전압을 얻습니다. 오른쪽 녹색 프레임에는 안정화 다이어그램이 있습니다 ;-).

현재 3 단자 (통합) 전압 안정기는 전압을 몇 배 더 잘 안정화하고 전력 손실이 우수하기 때문에 제너 다이오드 기반 안정기를 대체하고 있습니다.

Ali에서는 3.3V에서 30V 범위의 전체 제너 다이오드 세트를 즉시 사용할 수 있습니다. 선택하다 당신의 취향과 색깔에 맞게.

제너 다이오드는 독특한 특성을 지닌 반도체 다이오드입니다. 일반 반도체가 다시 켜졌을 때 절연체인 경우 인가 전압이 일정하게 증가할 때까지 이 기능을 수행한 후 눈사태와 같은 가역적 항복이 발생합니다. 제너 다이오드를 통해 흐르는 역전류가 더욱 증가하면 저항의 비례적인 감소로 인해 전압이 계속 일정하게 유지됩니다. 이런 방식으로 안정화 체제를 달성하는 것이 가능합니다.

닫힌 상태에서는 초기에 작은 누설 전류가 제너 다이오드를 통과합니다. 요소는 저항처럼 동작하며 그 값은 높습니다. 고장이 발생하는 동안 제너 다이오드의 저항은 중요하지 않게 됩니다. 입력 전압을 계속 높이면 요소가 가열되기 시작하고 전류가 허용 값을 초과하면 돌이킬 수 없는 열 파괴가 발생합니다. 문제가 이 지점까지 가져오지 않으면 전압이 0에서 작업 영역의 상한까지 변경될 때 제너 다이오드의 특성이 유지됩니다.

제너 다이오드를 직접 켜면 특성은 다이오드와 다르지 않습니다. 플러스가 p 영역에 연결되고 마이너스가 n 영역에 연결되면 접합 저항이 낮고 전류가 자유롭게 흐릅니다. 입력 전압이 증가하면 증가합니다.

제너 다이오드는 특수 다이오드로 대부분 반대 방향으로 연결되어 있습니다. 요소는 처음에 닫힌 상태입니다. 전기적 고장이 발생하면 전압 제너 다이오드는 넓은 전류 범위에 걸쳐 이를 일정하게 유지합니다.

마이너스는 양극에 적용되고 플러스는 음극에 적용됩니다. 안정화를 넘어서면(포인트 2 미만) 과열이 발생하고 요소 고장 가능성이 높아집니다.

형질

제너 다이오드의 매개변수는 다음과 같습니다.

• U st - 정격 전류에서의 안정화 전압 I st;
• Ist min - 전기적 고장이 시작되는 최소 전류.
• Ist max - 최대 허용 전류;
• TKN - 온도 계수.

제너 다이오드는 기존 다이오드와 달리 전류-전압 특성상 전기적 항복과 열적 항복이 일어나는 영역이 상당히 멀리 떨어져 있는 반도체 소자이다.

최대 허용 전류와 관련된 매개변수는 표에 자주 표시되는 매개변수입니다. 전력 손실은 다음과 같습니다.

P max = I st max ∙ U st.

온도에 대한 제너 다이오드 작동의 의존성은 양수일 수도 있고 음수일 수도 있습니다. 서로 다른 부호의 계수를 사용하여 요소를 직렬로 연결하면 가열이나 냉각에 독립적인 정밀 제너 다이오드가 생성됩니다.

연결 방식

단순 안정기의 일반적인 회로는 안정기 저항 Rb와 부하를 분류하는 제너 다이오드로 구성됩니다.

어떤 경우에는 안정화가 중단됩니다.

1. 출력에서 필터 커패시터를 사용하여 전원에서 안정기에 고전압을 공급합니다. 충전 중 전류 서지가 발생하면 제너 다이오드가 고장나거나 저항기 Rb가 파손될 수 있습니다.
2. 부하 차단. 입력에 최대 전압이 가해지면 제너 다이오드 전류가 허용 값을 초과하여 발열 및 파손될 수 있습니다. 여기서는 여권 안전 작업 영역을 준수하는 것이 중요합니다.
3. 저항 Rb는 가능한 최소 공급 전압 값과 부하의 최대 허용 전류에서 제너 다이오드가 작동 제어 영역에 있도록 작게 선택됩니다.

안정기, 사이리스터 보호 회로 또는

저항 Rb는 다음 공식으로 계산됩니다.

R b = (U 피트 - U nom)(I st + I n).

제너 다이오드 전류 I st는 입력 전압 U 공급 및 부하 전류 I n에 따라 허용되는 최대값과 최소값 사이에서 선택됩니다.

제너 다이오드 선택

소자의 안정화 전압은 큰 분포를 갖습니다. Un의 정확한 값을 얻으려면 동일한 배치에서 제너 다이오드가 선택됩니다. 매개변수 범위가 더 좁은 유형이 있습니다. 높은 전력 손실을 위해 요소는 라디에이터에 설치됩니다.

제너 다이오드의 매개변수를 계산하려면 다음과 같은 초기 데이터가 필요합니다.

• U 공급 = 12-15V - 입력 전압;
• U st = 9V - 안정화된 전압;

이 매개변수는 에너지 소비가 낮은 장치에 일반적입니다.

최소 입력 전압이 12V인 경우 부하 전류는 최대 100mA로 선택됩니다. 옴의 법칙을 사용하여 회로의 총 부하를 찾을 수 있습니다.

R∑ = 12V / 0.1A = 120옴.

제너 다이오드의 전압 강하는 9V입니다. 0.1A 전류의 경우 등가 부하는 다음과 같습니다.

R eq = 9V / 0.1A = 90옴.

이제 안정기 저항을 결정할 수 있습니다.

Rb = 120옴 - 90옴 = 30옴.

값이 계산된 값과 일치하는 표준 시리즈에서 선택됩니다.

제너 다이오드를 통과하는 최대 전류는 부하 단선을 고려하여 결정되므로 전선의 납땜이 풀려도 실패하지 않습니다. 저항기의 전압 강하는 다음과 같습니다.

U R = 15 - 9 = 6V.

그런 다음 저항을 통과하는 전류가 결정됩니다.

I R = 6/30 = 0.2A.

제너다이오드가 직렬로 연결되어 있으므로 I c = I R = 0.2 A.

소산 전력은 P = 0.2∙9 = 1.8W입니다.

획득된 매개변수를 기반으로 적합한 D815V 제너 다이오드가 선택됩니다.

대칭 제너 다이오드

대칭형 다이오드 사이리스터는 교류를 전도하는 스위칭 장치입니다. 작동의 특징은 30-50V 범위에서 켜질 때 수 볼트까지의 전압 강하입니다. 두 개의 카운터 연결된 기존 제너 다이오드로 대체할 수 있습니다. 장치는 스위칭 요소로 사용됩니다.

제너 다이오드 아날로그

적합한 요소를 선택할 수 없는 경우 트랜지스터의 제너 다이오드 아날로그가 사용됩니다. 그들의 장점은 전압을 조절하는 능력입니다. 이를 위해 여러 단계의 DC 증폭기를 사용할 수 있습니다.

R1이 있는 전압 분배기가 입력에 설치됩니다. 입력 전압이 증가하면 트랜지스터 VT1의 베이스에서도 증가합니다. 동시에 트랜지스터 VT2를 통과하는 전류가 증가하여 전압 증가를 보상하여 출력에서 ​​안정적으로 유지됩니다.

제너 다이오드 표시

유리 제너다이오드와 플라스틱 케이스에 담긴 제너다이오드를 생산합니다. 첫 번째 경우에는 2개의 숫자가 적용되며 그 사이에 문자 V가 있습니다. 비문 9V1은 U st = 9.1 V를 의미합니다.

플라스틱 케이스의 비문은 데이터시트를 사용하여 해독되며, 여기에서 다른 매개변수도 확인할 수 있습니다.

본체의 어두운 고리는 플러스가 연결된 음극을 나타냅니다.

결론

제너 다이오드는 특별한 특성을 지닌 다이오드입니다. 제너 다이오드의 장점은 광범위한 작동 전류 변화에 대한 높은 수준의 전압 안정화와 간단한 연결 다이어그램입니다. 저전압을 안정화하기 위해 장치는 순방향으로 켜지고 일반 다이오드처럼 작동하기 시작합니다.

수집 계획을 준비하는 동안 가장 일반적이고 널리 사용 가능하며 값싼 요소를 사용하는 컬렉션 구성표가 특별히 선택되었지만, 누락된 요소를 동일하게 또는 큰 성공으로 대체하는 다른 요소의 사용 순서를 표시하는 것도 나쁘지 않을 것입니다.

한 요소를 다른 요소로 교체할 때는 먼저 참고 문헌을 사용하는 것이 좋습니다. 간략한 부록에, 원하는 경우에도 소자 교체에 대해 가능한 모든 옵션을 나열하는 것은 불가능합니다. 왜냐하면 반도체 다이오드의 이름만 12개가 넘기 때문입니다. 그러나 다른 장치 대신 일부 장치 요소를 사용할 수 있는 일반적인 접근 방식을 제공하는 것은 가능합니다.

반도체 다이오드부터 시작해 보겠습니다. 일반적으로 컬렉션에 사용되는 모든 반도체 다이오드는 저전력 고주파 게르마늄 다이오드(다이오드 유형 D9B - D9Zh), 저전력 실리콘 펄스(고주파) - KD503A 및 실리콘(저주파) - KD102A( 비). 요소 지정(A, B, C 등)의 접미사(끝)에 있는 문자는 기본 모델의 변형을 의미하며 나머지 모델과 어떤 면에서 다릅니다.

외국 간행물에서는 범용 다이오드를 단일 방식으로 지정하는 경우가 많습니다. 이는 범용 저주파 또는 고주파 게르마늄 또는 실리콘 다이오드입니다. 설계에서 다이오드에 대한 특별한 요구 사항을 지정하지 않는 한 최소 요구 사항은 다음과 같습니다.

고주파 게르마늄 또는 실리콘 다이오드 - 최대 역전압이 최소 30V(수집 회로와 관련하여 - 심지어 15V), 순방향 전류가 최소 10mA입니다. 작동 주파수 - 수 MHz보다 낮지 않습니다.

고주파 게르마늄 다이오드: D9B-D9Zh; GD402(1D402); GD507; GD508\GD511다른 사람.

스위칭 실리콘 다이오드: KD503(2D503); KD504\ KD509 - KD512] KD514; KD520 - KD522 및 기타.

저주파(전력) 다이오드 - 최대 역전압이 최소 300V, 순방향 전류가 최소 100mA입니다. 작동 주파수 - 수 kHz보다 낮지 않습니다.

실리콘 저주파 다이오드: KD102 - KD105\D226 및 특정 회로에 사용되는 전압보다 낮지 않은 작동 전압을 갖는 기타 다이오드.

물론 더 높은 성능을 갖고 더 비싼 반도체 장치(더 높은 작동 전류, 더 높은 최대 주파수, 더 높은 역전압 등을 위해 설계됨)는 컬렉션에서 권장되는 다이오드인 오래된 모델 다이오드를 성공적으로 대체할 수 있습니다.

제너다이오드를 교체할 때에는 우선 안정화 전압에 주의해야 한다. 모든 수집 회로는 주로 저전력 제너 다이오드를 사용합니다. 현재 다양한 제너 다이오드를 사용할 수 있으며 예약 없이 교체할 수 있는 경우가 많습니다. 이 책의 섹션 중 하나에서 이미 언급했듯이 1장을 참조하십시오. 증가된 전압 또는 비표준 전압을 위한 제너 다이오드는 직렬로 연결된 다른 제너 다이오드로 구성되거나 순방향 바이어스 게르마늄 체인과의 조합으로 구성될 수 있습니다. (또는) 실리콘 다이오드.

반도체 소자의 전면 교체 문제도 1장에서 논의된다.

트랜지스터를 교체할 때는 다음 사항을 따라야 합니다. 이러한 장치의 경우 실리콘, 게르마늄, 저주파, 고주파, 고전력, 저전력 트랜지스터 등으로 구분됩니다.

이 컬렉션은 30년 이상 업계에서 생산된 가장 일반적인 트랜지스터를 가장 자주 소개하며, 이는 KT315(실리콘 저전력 고주파 p-p-p 구조)입니다. 그들의 구조적 반의어는 KT361입니다. 고전력 실리콘 트랜지스터 중 KT805 p-p-p 구조입니다. 게르마늄 저전력 고주파 - GT311 (1T311) p-p-p 및 그 반의어 p-p-p 구조 - GT313 (1T313). 이 트랜지스터의 주요 특성은 위에 나와 있습니다.

물론 이러한 모든 트랜지스터에는 동등하고 관련된 중복 반도체 장치가 많이 선택되어 있으며 때로는 이름만 프로토타입과 다릅니다.

주요 교체 기준은 다음과 같습니다: 트랜지스터 콜렉터의 최대 작동 전압, 최대 콜렉터 전류, 콜렉터에서 소비되는 최대 전력, 최대 작동 주파수, 전류 전달 계수. 드물지만 컬렉션에 제시된 회로의 경우 잔류 컬렉터-이미터 전압의 크기와 트랜지스터의 잡음 특성이 중요합니다.

하나의 트랜지스터를 다른 트랜지스터로 교체할 때 이러한 매개변수 중 어느 것도 과소평가되거나 악화되어서는 안 됩니다. 동시에, 다소 오래된 트랜지스터 모델과 비교할 때, 현대의 트랜지스터는 먼 조상에 비해 분명히 향상된 특성을 자동으로 진화적으로 흡수했습니다.

예를 들어 KT315 유형의 트랜지스터는 KT3102 유형(저잡음 고주파 실리콘 트랜지스터), KT645(더 강력한 소형 고주파 트랜지스터) 등의 고급 트랜지스터로 대체될 수 있습니다. 분명히 더 나은 특성이 있습니다.

KT361 트랜지스터는 KT3107 유형의 트랜지스터(저잡음 고주파 실리콘 트랜지스터) 또는 기타 유사한 트랜지스터로 대체될 수 있습니다.

주로 ULF 출력단 및 전압 안정기의 수집 회로에 사용되는 KT805(2T805) 유형의 강력한 트랜지스터는 p-p-p 구조의 KTVxx(2T8xx) 시리즈 트랜지스터인 아날로그로 회로 작동을 손상시키지 않고 교체할 수 있습니다. 여기서 xx는 개발 일련번호입니다. 이 시리즈의 예외는 트랜지스터 KT809, KT812, KT826, KT828, KT838, KT839, KT846, KT856 등입니다.

작동 중에 트랜지스터가 눈에 띄게 뜨거워지면 작동 모드가 잘못 선택되었거나 다른 정격의 저항이 사용되었거나 설치 오류가 있음을 의미합니다. 증가된 콜렉터 전류에서 트랜지스터의 작동이 특정 회로의 작동 조건에 의해 제공되고 트랜지스터가 눈에 띄게 가열되는 경우 이 요소를 더 강력한 요소로 교체하거나 냉각 조치를 취하는 것을 고려해야 합니다. 일반적으로 간단한 라디에이터나 팬을 사용하면 반도체 요소(트랜지스터 또는 다이오드)에서 소비되는 허용 전력을 10~15배까지 늘릴 수 있습니다.

때로는 하나의 강력한 반도체 장치(다이오드 또는 트랜지스터)가 병렬로 연결된 저전력 장치로 대체될 수 있습니다. 다만, 이를 포함시킬 때에는 다음 사항을 고려해야 한다. 반도체 장치를 제조하는 동안 동일한 생산 배치에서도 특성이 현저하게 다르기 때문에 간단한 병렬 연결을 통해 부하가 극도로 고르지 않게 분산되어 이러한 장치가 순차적으로 소진될 수 있습니다. 병렬 연결된 다이오드와 트랜지스터에 전류를 균일하게 분배하기 위해 다이오드와 직렬로 연결되거나 트랜지스터의 이미터 회로에 저항이 수~수십 옴인 저항을 포함하는 것은 어렵습니다.

고전압용으로 설계된 반도체 다이오드를 사용해야 하는 경우에는 저전압용으로 설계된 동일한 유형의 다이오드 여러 개를 직렬로 연결하여 교체할 수 있습니다. 이전과 마찬가지로 다이오드 어셈블리 작동에 가장 위험한 역전압의 균일한 분포를 보장하려면 수백 kOhms ~ 수 메가옴의 저항을 어셈블리의 각 다이오드에 병렬로 연결해야 합니다. . 물론 유사한 트랜지스터 연결 방식도 알려져 있지만 거의 사용되지 않습니다. 어떤 경우든 컬렉션에 제시된 회로의 경우 모든 회로가 주로 저전압 전원 공급 장치용으로 설계되었으므로 이러한 교체가 필요하지 않습니다.

전계 효과 트랜지스터를 교체하면 상황이 훨씬 더 복잡해집니다. 전계 효과 트랜지스터 자체는 꽤 오래 전에 잡지와 책의 페이지에 등장했지만 그 범위는 그다지 대표적이지 않으며 매개 변수의 확산이 더 뚜렷합니다. 외국산 전계 효과 트랜지스터를 교체하는 것은 특히 어려울 수 있습니다. 컬렉션의 회로는 앞서 말했듯이 전계 효과 트랜지스터를 포함하여 가장 접근하기 쉬운 요소만 사용합니다.

컬렉션 페이지에 제시된 다이어그램에서 우리는 저주파 진동 회로 및 사운드 방출기로서 동시에 다소 특이한 목적으로 전화 캡슐을 사용하는 것을 반복적으로 접합니다. 이러한 전화캡슐은 기본적으로 표준적이고 널리 사용되는 제품이 사용됩니다. 국내에서 생산되는 전화기에 사용되는 TK-67형 전화기캡슐과 청각장애인용 기기에 주로 사용되는 TM-2(TM-4)형 이어폰입니다. 물론 이러한 전화 캡슐은 유사한 특성을 가진 다른 국내외 제품으로 대체될 수 있지만 경우에 따라 커패시터 용량을 선택해야 할 수도 있습니다(예를 들어 이 전화 캡슐에 저주파 공진 발진기가 있는 경우). 회로).

독자들은 제안합니다-

아날로그 ~ 강력함

부하 공급 전압을 안정화하기 위해 정류기의 전원이 안정기 저항을 통해 공급되고 제너 다이오드가 부하와 병렬로 연결되는 가장 간단한 파라메트릭 안정기(그림 1)를 사용하는 경우가 많습니다.

이러한 안정기는 주어진 안정기에 대한 최대 안정화 전류를 초과하지 않는 부하 전류에서 작동합니다. 그리고 부하 전류가 훨씬 더 높으면 D815 시리즈와 같은 더 강력한 제너 다이오드를 사용하여 1... 1.4A(D815A)의 안정화 한계를 허용합니다.

이러한 제너 다이오드를 사용할 수 없는 경우에는 저전력 다이오드를 사용할 수 있지만 그림 1에 표시된 것처럼 강력한 트랜지스터와 함께 사용해야 합니다. 2. 결과는 다이어그램에 표시된 KS147A 안정기의 최대 안정화 전류가 58mA이지만 2A의 전류에서도 부하 전체에 상당히 안정적인 전압을 제공하는 강력한 제너 다이오드의 아날로그입니다.

아날로그는 다음과 같이 작동합니다. 정류기에서 나오는 공급 전압이 제너 다이오드의 항복 전압보다 낮으면 트랜지스터가 닫히고 아날로그를 통한 전류는 중요하지 않습니다(그림에 표시된 아날로그의 볼트-암페어 특성의 직접적인 수평 분기). 3) 공급 전압이 증가함에 따라 제너 다이오드가 파손되고 전류가 흐르기 시작하며 트랜지스터가 약간 열립니다(isog-

제너 다이오드

특성의 너트 부분). 공급 전압이 추가로 증가하면 제너 다이오드와 트랜지스터를 통과하는 전류가 급격히 증가하여 기존 파라메트릭 안정기에서와 같이 출력 전압이 특정 값(특성의 수직 분기)으로 안정화됩니다.

안정화 효과는 항복 모드에서 제너 다이오드의 차동 저항이 낮고 깊은 네거티브 피드백이 트랜지스터의 컬렉터에서 베이스까지 수행된다는 사실로 인해 달성됩니다. 따라서 출력 전압이 감소함에 따라 제너 다이오드와 트랜지스터 베이스를 통과하는 전류가 감소하여 훨씬 더 큰(몇 배) 감소하게 됩니다.

컬렉터 전류는 출력 전압의 증가를 의미합니다. 출력 전압이 증가하면 반대 과정이 관찰됩니다.

안정화된 출력 전압의 값은 제너 다이오드의 안정화 전압과 개방형 트랜지스터의 이미터 접합 전압을 합산하여 결정됩니다(실리콘 트랜지스터의 경우 ^0.7V, 게르마늄 트랜지스터의 경우 0.3V). 아날로그의 최대 안정화 전류는 동일한 것보다 거의 배 더 높습니다.

사용된 제너 다이오드의 매개변수입니다. 따라서 트랜지스터의 전력 손실은 제너 다이오드의 전력보다 몇 배 더 커집니다.

위의 관계를 통해 강력한 트랜지스터의 정적 전송 계수는 부하의 최대 전류 소비를 제너 다이오드의 최대 안정화 전류로 나눈 몫 이상이어야 한다는 결론을 내리기 쉽습니다. 트랜지스터의 최대 허용 콜렉터 전류와 콜렉터와 이미터 사이의 전압은 각각 지정된 아날로그 안정화 전류 및 출력 전압을 초과해야 합니다.

pnp 구조의 트랜지스터를 사용하는 경우 그림 1과 같이 연결해야 합니다. 4 계획. 이 실시예에서 트랜지스터는 전력 공급 구조의 섀시에 직접 장착될 수 있으며 아날로그의 나머지 부분은 트랜지스터 단자에 장착될 수 있습니다.

출력 전압 리플을 줄이고 아날로그의 차동 저항을 줄이기 위해 100..500μF 용량의 산화물 커패시터를 제너 다이오드 단자에 병렬로 연결할 수 있습니다.

결론적으로 아날로그의 온도 전압 계수(TCV)에 대해 조금 설명합니다. D818, KS191 시리즈의 정밀 제너 다이오드를 사용하는 경우 TKN 아날로그는 TKN 제너 다이오드보다 훨씬 나쁩니다. 안정화 전압이 16V를 초과하는 제너 다이오드를 사용하는 경우 아날로그의 TKN은 제너 다이오드의 TKN과 거의 동일하며 제너 다이오드 D808 - D814를 사용하면 아날로그의 TKN이 향상됩니다.

I. 쿠르스키

편집자로부터. I. Kursky의 기사에서는 이미 파라메트릭 안정기 회로가 있고 강력한 제너 다이오드만 선택하면 된다는 점을 염두에 두고 안정기 저항기 선택에 대한 질문을 제기하지 않습니다. 그러한 회로가 없는 경우 V. Krylov "간단한 전압 안정기" in Radio, 1977, No. 9, p.의 기사에 제공된 안정기 저항 계산에 대한 권장 사항을 사용하십시오. 53, 54