Zener diodlari (Zener diodlari, Z-diodlar) elektron jihozlarning turli qismlarining kuchlanish va ish rejimlarini barqarorlashtirish uchun mo'ljallangan. Zener diyotining ishlash printsipi n-bog'lanishning Zenerning parchalanishi fenomeniga asoslanadi. Ushbu turdagi elektr uzilishlari kuchlanish ma'lum bir kritik darajadan oshib ketganda, teskari yo'nalishli yarimo'tkazgichli birikmalarda sodir bo'ladi. Zenerning buzilishiga qo'shimcha ravishda, ko'chkining buzilishi ma'lum va kuchlanishni barqarorlashtirish uchun ishlatiladi. Yarimo'tkazgichli qurilma (zener diodi) orqali tokning qo'llaniladigan to'g'ridan-to'g'ri yoki teskari kuchlanish kattaligiga (volt-amper xarakteristikalari, oqim-kuchlanish xususiyatlari) odatiy bog'liqliklari rasmda ko'rsatilgan. 1.1.

Har xil zener diodlarining joriy kuchlanish xususiyatlarining oldingi shoxlari deyarli bir xil (1.1-rasm), teskari filial esa zener diyotining har bir turi uchun individual xususiyatlarga ega. Ushbu parametrlar: stabilizatsiya kuchlanishi; minimal va maksimal stabilizatsiya oqimi; zener diyotining dinamik qarshiligining qiymatini tavsiflovchi oqim kuchlanishining egilish burchagi (uning "sifati");

maksimal quvvat sarfi; stabilizatsiya kuchlanishining harorat koeffitsienti (TKN) - elektron hisoblash uchun ishlatiladi.

Odatda zener diodli ulanish sxemasi shaklda ko'rsatilgan. 1.2. Damping qarshiligining qiymati R1 (kOhm) formula bilan hisoblanadi:

AC kuchlanishini barqarorlashtirish yoki uning amplitudasini UCT darajasida nosimmetrik tarzda cheklash uchun nosimmetrik zener diodlari qo'llaniladi (1.3-rasm), masalan, KS 175 turi. Bunday zener diodlari doimiy kuchlanishni barqarorlashtirish uchun ishlatilishi mumkin, ularni polaritni kuzatmasdan yoqadi. . Ikkita "assimetrik" dan "nosimmetrik" zener diyotini 2-rasmda ko'rsatilgan sxema bo'yicha orqaga orqaga ulab olishingiz mumkin. 1.4.

Sanoatda ishlab chiqarilgan yarimo'tkazgichli zener diodlari kuchlanishni keng diapazonda barqarorlashtirishga imkon beradi: 3,3 dan 180 V gacha. Shunday qilib, past kuchlanishni barqarorlashtirishga imkon beruvchi zener diodlari mavjud: 3,3; 3,9; 4,7; 5,6 V - KS133, KS139, KS147, KS156 va boshqalar. Agar nostandart stabilizatsiya kuchlanishini olish kerak bo'lsa, masalan, 6,6 V, siz ikkita KS133 zener diodini ketma-ket ulashingiz mumkin. Bunday uchta zener diodi uchun stabilizatsiya kuchlanishi 9,9 V bo'ladi. 8,0 V stabilizatsiya kuchlanishi uchun siz KS133 va KS147 zener diodlari (ya'ni 3,3 + 4,7 V) yoki KS175 zener diyoti va kremniy diodining kombinatsiyasidan foydalanishingiz mumkin. KD503) - oldinga yo'nalishda (ya'ni 7,5+0,5 V).

2...3 V dan past bo'lgan barqaror kuchlanishni olish zarur bo'lgan vaziyatlarda stabistorlar qo'llaniladi - oqim kuchlanish xarakteristikasining to'g'ridan-to'g'ri tarmog'ida ishlaydigan yarimo'tkazgichli diodlar (1.1-rasm).

Stabilizatorlar o'rniga an'anaviy germaniy (Ge), kremniy (Si), selen (Se), galiy arsenid (GaAs) va boshqa yarim o'tkazgichli diodlardan muvaffaqiyatli foydalanish mumkinligini unutmang (1.5-rasm). Stabilizatsiya kuchlanishi, diod orqali o'tadigan oqimga qarab, quyidagicha bo'ladi: germanium diodlari uchun - 0,15...0,3 b; kremniy uchun - 0,5...0,7 V.

Ayniqsa, kuchlanishni barqarorlashtirish uchun yorug'lik chiqaradigan diodlardan foydalanish qiziq (1.6-rasm) [R 11 / 83-40].

LEDlar bir vaqtning o'zida ikkita funktsiyani bajarishi mumkin: ularning porlashi bilan kuchlanish mavjudligini ko'rsatadi va uning qiymatini 1,5...2,2 V darajasida barqarorlashtiradi. UCT LEDlarining stabilizatsiya kuchlanishini taxminiy formula bilan aniqlash mumkin: L/Cr=1236 /L. (B), bu erda X - nm dagi LED nurlanishining to'lqin uzunligi [Rl 4/98-32].

Kuchlanishni barqarorlashtirish uchun ushbu maqsadlar uchun maxsus mo'ljallanmagan yarimo'tkazgichli qurilmalarning (diodlar va tranzistorlar) oqim kuchlanish xarakteristikasining teskari tarmog'idan foydalanish mumkin (1.7-rasm, 1.8-rasm, shuningdek, 20.7-rasm). Ushbu kuchlanish (ko'chkining buzilishi kuchlanishi) odatda 7 V dan oshadi va hatto bir xil turdagi yarimo'tkazgichli qurilmalar uchun ham juda takrorlanmaydi. Bunday noodatiy ish rejimida yarimo'tkazgichli qurilmalarga termal shikast etkazmaslik uchun ular orqali o'tadigan oqim milliamperning fraktsiyalaridan oshmasligi kerak. Shunday qilib, D219, D220 diodlari uchun buzilish kuchlanishi (stabilizatsiya kuchlanishi) 120 dan 180 V gacha bo'lgan oraliqda bo'lishi mumkin [P 9/74-62; R 10/76-46; R 12/89-65].

Past kuchlanishlarni barqarorlashtirish uchun rasmda ko'rsatilgan sxemalar qo'llaniladi. 1,9 - 1,12. Sxema (1.9-rasm) [Goroshkov B.I.] ikkita silikon tranzistorning "diodli" parallel ulanishidan foydalanadi. Ushbu sxemaning stabilizatsiya kuchlanishi silikon tranzistorlar uchun 0,65 ... 0,7 V va germaniy tranzistorlar uchun taxminan 0,3 V ni tashkil qiladi. Bunday stabistor analogining ichki qarshiligi 1000 ... 5000 gacha bo'lgan stabilizatsiya koeffitsienti bilan 5 ... 10 Ohm dan oshmaydi. Biroq, atrof-muhit harorati o'zgarganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishining beqarorligi har bir daraja uchun taxminan 2 mV ni tashkil qiladi.

Shakldagi diagrammada. 1,10 [R 6/69-60; VRYA 84-9] germaniy va kremniy tranzistorlarining ketma-ket ulanishidan foydalanilgan. Zener diyotining ushbu analogining yuk oqimi 0,02 ... 10 mA bo'lishi mumkin. Shaklda ko'rsatilgan qurilmalar. 1.11 va 1.12 [Rl 1/94-33], p-p-p va p-p-p tuzilmalarining tranzistorlarining orqa-orqa ulanishidan foydalaning va faqat zanjirlardan birida chiqish kuchlanishini oshirish uchun silikon diod o'rtasida ulanganligi bilan farqlanadi. tranzistorlar asoslari (bir yoki bir nechta). Zener diyot analoglarining stabilizatsiya oqimi (1.11, 1.12-rasm) 0,1 ... 100 mA oralig'ida bo'lishi mumkin, oqim kuchlanish xarakteristikasining ishchi qismida differentsial qarshilik 15 Ohm dan oshmaydi.

Past kuchlanishlarni dala effektli tranzistorlar yordamida ham barqarorlashtirish mumkin (1.13-rasm, 1.14). Bunday sxemalarning barqarorlashuv koeffitsienti juda yuqori: bitta tranzistorli sxema uchun (1.13-rasm) 5... 15 V kuchlanish kuchlanishida 300 ga etadi, ikkita tranzistorli sxema uchun (1.14-rasm) bir xil ostida. sharoitlarda u 1000 dan oshadi [P 10/95-55]. Ushbu zener diyot analoglarining ichki qarshiligi mos ravishda 30 Ohm va 5 Ohm.

Zener diyoti sifatida dinistor analogi yordamida kuchlanish stabilizatorini olish mumkin (1.15-rasm, 2-bobga ham qarang) [Goroshkov B.I.].

Yukdagi yuqori oqimlarda kuchlanishni barqarorlashtirish uchun shaklda ko'rsatilgan yanada murakkab sxemalar qo'llaniladi. 1,16 - 1,18 [R 9/89-88, R 12/89-65]. Yuk oqimini oshirish uchun issiqlik qabul qiluvchilarga o'rnatilgan kuchli tranzistorlardan foydalanish kerak.

Ta'minot kuchlanishining keng diapazonida ishlaydigan kuchlanish stabilizatori (4,5 dan 18 6 gacha) va chiqish kuchlanish qiymati ta'minot kuchlanishining pastki chegarasidan bir oz farq qiladi, rasmda ko'rsatilgan. 1.19 [Goroshkov B.I.].

Yuqorida muhokama qilingan zener diodlarining turlari va ularning analoglari stabilizatsiya kuchlanishini silliq tartibga solishga imkon bermaydi. Ushbu muammoni hal qilish uchun zener diodlariga o'xshash sozlanishi parallel stabilizatorlarning sxemalari qo'llaniladi (1.20, 1.21-rasm).

Zener diyotining analogi (1.20-rasm) chiqish kuchlanishini 2,1 dan 20 V gacha bo'lgan diapazonda muammosiz o'zgartirishga imkon beradi [R 9/86-32]. 5 mA gacha bo'lgan yuk oqimida bunday "zener diyot" ning dinamik qarshiligi 20 ... 50 Ohmni tashkil qiladi. Haroratning barqarorligi past (-3x10"3 1/°C).

Zener diyotining past kuchlanishli analogi (1.21-rasm) har qanday chiqish kuchlanishini 1,3 dan 5 V gacha bo'lgan oraliqda o'rnatish imkonini beradi. Stabilizatsiya kuchlanishi R1 va R2 rezistorlarining nisbati bilan aniqlanadi. 3,8 V kuchlanishdagi bunday parallel stabilizatorning chiqish qarshiligi 1 Ohm ga yaqin. Chiqish oqimi chiqish tranzistorining parametrlari bilan belgilanadi va KT315 uchun u 50 ... 100 mA ga yetishi mumkin.

Barqaror chiqish kuchlanishini olish uchun original sxemalar shaklda ko'rsatilgan. 1.22 va 1.23. Qurilma (1.22-rasm) nosimmetrik zener diyotining analogidir [E 9/91]. Past kuchlanishli stabilizator uchun (1.23-rasm) kuchlanish stabilizatsiyasi koeffitsienti 10 ga teng, chiqish oqimi 5 mA dan oshmaydi va chiqish qarshiligi 1 dan 20 Ohmgacha o'zgaradi.

Shaklda past kuchlanishli differentsial turdagi zener diodining analogi. 1.24 barqarorlikni oshirdi [P 6/69-60]. Uning chiqish kuchlanishi haroratga ozgina bog'liq va ikkita zener diodining stabilizatsiya kuchlanishidagi farq bilan aniqlanadi. Harorat barqarorligining oshishi harorat o'zgarganda ikkala zener diodidagi kuchlanish bir vaqtning o'zida va yaqin nisbatda o'zgarishi bilan izohlanadi.

Adabiyot: Shustov M.A. Amaliy sxema dizayni (1-kitob), 2003 yil

Barqaror ish haqi, barqaror hayot, barqaror davlat. Oxirgisi Rossiya haqida emas, albatta :-). Agar siz tushuntirish lug'atiga qarasangiz, "barqarorlik" nima ekanligini aniq tushunishingiz mumkin. Birinchi qatorlarda Yandex menga darhol ushbu so'zning belgisini berdi: barqaror - bu doimiy, barqaror, o'zgarmas degan ma'noni anglatadi.

Ammo ko'pincha bu atama elektronika va elektrotexnika sohasida qo'llaniladi. Elektronikada parametrning doimiy qiymatlari juda muhimdir. Bu oqim, kuchlanish, signal chastotasi va boshqalar bo'lishi mumkin. Signalning har qanday parametrdan chetga chiqishi elektron uskunaning noto'g'ri ishlashiga va hatto uning buzilishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun, elektronikada hamma narsa barqaror ishlashi va muvaffaqiyatsiz bo'lmasligi juda muhimdir.

Elektronika va elektrotexnika sohasida kuchlanishni barqarorlashtirish. Elektron uskunaning ishlashi kuchlanish qiymatiga bog'liq. Agar u kamroq darajada o'zgarsa yoki undan ham yomonroq bo'lsa, u holda birinchi holatda uskuna to'g'ri ishlamasligi mumkin, ikkinchi holatda u hatto alangalanishi mumkin.

Voltajning ko'tarilishi va tushishining oldini olish uchun turli xil To'lqinli kuchlanish himoyachilari. Bu iboradan tushunganingizdek, ular o'rganib qolgan barqarorlashtirish"o'ynash" kuchlanishi.

Zener diyot yoki Zener diyot

Elektronikada eng oddiy kuchlanish stabilizatori radio element hisoblanadi zener diodi. Ba'zan u ham deyiladi Zener diyot. Diagrammalarda zener diodlari shunga o'xshash tarzda belgilanadi:

"Qopqoq" terminali diod bilan bir xil deb ataladi - katod, va boshqa xulosa anod.

Zener diodlari diodlar bilan bir xil ko'rinadi. Quyidagi fotosuratda chap tomonda zamonaviy zener diodining mashhur turi, o'ngda esa Sovet Ittifoqi namunalaridan biri.

Agar siz sovet zener diyotini diqqat bilan ko'rib chiqsangiz, uning katodi va anodining qaerdaligini ko'rsatib, uning o'zida ushbu sxematik belgini ko'rishingiz mumkin.

Stabilizatsiya kuchlanishi

Zener diyotining eng muhim parametri, albatta, stabilizatsiya kuchlanishi. Bu parametr nima?

Keling, bir stakan olib, suv bilan to'ldiramiz ...

Stakanga qancha suv quymaylik, uning ortig‘i stakandan oqib chiqadi. Menimcha, bu maktabgacha yoshdagi bolaga tushunarli.

Endi elektronikaga o'xshash. Shisha zener diodidir. To'liq to'ldirilgan stakandagi suv darajasi stabilizatsiya kuchlanishi Zener diyot. Tasavvur qiling-a, stakan yonida katta ko'za suv bor. Biz shunchaki stakanimizni ko'zadagi suv bilan to'ldiramiz, lekin ko'zaga tegishga jur'at etmaymiz. Faqat bitta variant bor - ko'zaning o'zida teshik teshib, ko'zadan suv quying. Agar ko'zaning balandligi oynadan kichikroq bo'lsa, biz stakanga suv quya olmas edik. Buni elektronika nuqtai nazaridan tushuntirish uchun ko'za oynaning "kuchlanish" dan kattaroq "kuchlanish" ga ega.

Shunday qilib, aziz o'quvchilar, zener diyotining butun ishlash printsipi stakanda mavjud. Unga qanday oqim quymasin (yaxshi, albatta, aql bilan, aks holda stakan olib ketadi va sinadi), stakan doimo to'la bo'ladi. Lekin yuqoridan quyish kerak. Bu degani, Zener diyotiga qo'llaniladigan kuchlanish zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishidan yuqori bo'lishi kerak.

Zener diodini belgilash

Sovet zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishini bilish uchun bizga ma'lumotnoma kerak. Masalan, quyidagi fotosuratda D814V sovet zener diyoti mavjud:

Biz uning parametrlarini Internetdagi onlayn kataloglardan qidiramiz. Ko'rib turganingizdek, xona haroratida uning stabilizatsiya kuchlanishi taxminan 10 voltni tashkil qiladi.

Chet el zener diyotlari osonroq belgilanadi. Agar diqqat bilan qarasangiz, oddiy yozuvni ko'rishingiz mumkin:

5V1 - bu zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishi 5,1 volt degan ma'noni anglatadi. Juda oson, to'g'rimi?

Chet el zener diodlarining katodi asosan qora chiziq bilan belgilanadi

Zener diyotini qanday tekshirish mumkin

Zener diyotini qanday tekshirish mumkin? Ha, xuddi shunday! Diyotni qanday tekshirishni ushbu maqolada ko'rishingiz mumkin. Keling, zener diyotimizni tekshiramiz. Biz uni davomiylikka o'rnatamiz va qizil probni anodga, qora probni esa katodga biriktiramiz. Multimetr oldinga kuchlanish pasayishini ko'rsatishi kerak.

Biz problarni almashtiramiz va bittasini ko'ramiz. Bu bizning zener diodimiz to'liq jangovar tayyorgarlikda ekanligini anglatadi.

Xo'sh, tajribalar vaqti keldi. Zanjirlarda zener diodi rezistor bilan ketma-ket ulangan:

Qayerda Uin – kirish kuchlanishi, Uout.st. – chiqish stabillashgan kuchlanish

Agar diagrammaga diqqat bilan qarasak, biz kuchlanishni ajratuvchidan boshqa hech narsa olmaymiz. Bu erda hamma narsa oddiy va oddiy:

Uin=Uout.stab +Urezistor

Yoki so'z bilan aytganda: kirish kuchlanishi zener diyotidagi va rezistordagi kuchlanishlar yig'indisiga teng.

Ushbu sxema deyiladi parametrik stabilizator bitta zener diyotida. Ushbu stabilizatorni hisoblash ushbu maqola doirasidan tashqarida, ammo agar kimdir qiziqsa, uni google-dan toping ;-)

Shunday qilib, keling, sxemani yig'amiz. Biz nominal qiymati 1,5 Kilohm bo'lgan rezistorni va stabilizatsiya kuchlanishi 5,1 volt bo'lgan zener diyotini oldik. Chapda biz quvvat manbaini ulaymiz va o'ng tomonda hosil bo'lgan kuchlanishni multimetr bilan o'lchaymiz:

Endi biz multimetr va quvvat manbai ko'rsatkichlarini diqqat bilan kuzatib boramiz:

Shunday qilib, hamma narsa aniq bo'lsa-da, keling, ko'proq kuchlanish qo'shamiz ... Oops! Bizning kirish kuchlanishimiz 5,5 volt, chiqish kuchlanishimiz esa 5,13 volt! Zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishi 5,1 volt bo'lgani uchun, biz ko'rib turganimizdek, u mukammal darajada barqarorlashadi.

Yana bir oz volt qo'shamiz. Kirish kuchlanishi 9 volt, zener diodi esa 5,17 volt! Ajoyib!

Biz ham qo'shamiz ... Kirish kuchlanishi 20 volt, chiqish esa, hech narsa bo'lmagandek, 5,2 volt! 0,1 Volt - bu juda kichik xato, hatto ba'zi hollarda uni e'tiborsiz qoldirish mumkin.

Zener diodining volt-amper xarakteristikasi

Zener diyotining joriy kuchlanish xususiyatini (VC) hisobga olish zarar qilmaydi deb o'ylayman. Bu shunday ko'rinadi:

Qayerda

Ipr- to'g'ridan-to'g'ri oqim, A

Upr– oldinga kuchlanish, V

Zener diyotida bu ikki parametr ishlatilmaydi

Uarr- teskari kuchlanish, V

Ust– nominal stabilizatsiya kuchlanishi, V

Ist– nominal stabilizatsiya oqimi, A

Nominal - radio elementning uzoq muddatli ishlashi mumkin bo'lgan normal parametr.

Imax- zener diodining maksimal oqimi, A

Immin- zener diodining minimal oqimi, A

Ist, Imax, Imin – Bu ishlaganda zener diyotidan o'tadigan oqimdir.

Zener diyot dioddan farqli o'laroq teskari polaritda ishlaganligi sababli (zener diodi katod bilan plyusga, diod katod bilan minusga ulanadi), u holda ish maydoni qizil to'rtburchaklar bilan belgilangan bo'ladi. .

Ko'rib turganimizdek, Urevning qandaydir kuchlanishida bizning grafigimiz pastga tusha boshlaydi. Bu vaqtda zener diyotida buzilish kabi qiziqarli narsa sodir bo'ladi. Muxtasar qilib aytganda, u endi o'z ustidagi kuchlanishni oshira olmaydi va bu vaqtda zener diyotidagi oqim kuchaya boshlaydi. Eng muhimi, oqimni haddan tashqari oshirmaslik, Imax dan ko'ra ko'proq, aks holda zener diodasi buziladi. Zener diyotining eng yaxshi ish rejimi zener diyotidan o'tadigan oqim uning maksimal va minimal qiymatlari o'rtasida bir joyda bo'lgan rejim hisoblanadi. Bu grafikda paydo bo'ladigan narsa ish nuqtasi zener diyotining ishlash rejimi (qizil doira bilan belgilangan).

Xulosa

Ilgari, qismlarning tanqisligi va elektronikaning gullab-yashnashining boshlanishi davrida, g'alati darajada, chiqish kuchlanishini barqarorlashtirish uchun zener diodi ko'pincha ishlatilgan. Elektronika bo'yicha eski sovet kitoblarida siz turli xil quvvat manbalari sxemasining ushbu bo'limini ko'rishingiz mumkin:

Chap tomonda, qizil ramkada men sizga tanish bo'lgan elektr ta'minoti sxemasining qismini belgilab qo'ydim. Bu erda biz AC kuchlanishdan doimiy kuchlanishni olamiz. O'ng tomonda, yashil ramkada stabilizatsiya diagrammasi ;-).

Hozirgi vaqtda uch terminalli (integral) kuchlanish stabilizatorlari zener diodlari asosidagi stabilizatorlarni almashtirmoqda, chunki ular kuchlanishni bir necha baravar yaxshiroq barqarorlashtiradi va yaxshi quvvat sarfiga ega.

Alida siz darhol 3,3 voltdan 30 voltgacha bo'lgan zener diodlarining butun to'plamini olishingiz mumkin. Tanlang sizning ta'mingizga va rangingizga.

Zener diyot noyob xususiyatlarga ega yarimo'tkazgichli dioddir. Agar oddiy yarimo'tkazgich qayta yoqilganda izolyator bo'lsa, u qo'llaniladigan kuchlanishning ma'lum bir o'sishiga qadar bu funktsiyani bajaradi, shundan so'ng ko'chkiga o'xshash teskari buzilish sodir bo'ladi. Zener diyotidan o'tadigan teskari oqimning yanada oshishi bilan qarshilikning mutanosib pasayishi tufayli kuchlanish doimiy bo'lib qoladi. Shu tarzda barqarorlashtirish rejimiga erishish mumkin.

Yopiq holatda, kichik qochqin oqimi dastlab zener diyotidan o'tadi. Element rezistor kabi harakat qiladi, uning qiymati yuqori. Buzilish vaqtida zener diyotining qarshiligi ahamiyatsiz bo'ladi. Agar siz kirishdagi kuchlanishni oshirishda davom etsangiz, element qiziy boshlaydi va oqim ruxsat etilgan qiymatdan oshib ketganda, qaytarilmas termal buzilish sodir bo'ladi. Agar masala shu nuqtaga keltirilmasa, kuchlanish noldan ish joyining yuqori chegarasiga o'zgarganda, zener diyotining xususiyatlari saqlanib qoladi.

Zener diyoti to'g'ridan-to'g'ri yoqilganda, xarakteristikalar dioddan farq qilmaydi. Plyus p-hududiga va minus n-mintaqasiga ulanganda, ulanish qarshiligi past bo'ladi va oqim u orqali erkin oqadi. Kirish kuchlanishining oshishi bilan u ortadi.

Zener diodi - bu asosan qarama-qarshi yo'nalishda ulangan maxsus diod. Element dastlab yopiq holatda. Elektr uzilishi sodir bo'lganda, kuchlanish zener diodi uni keng oqim oralig'ida doimiy ravishda ushlab turadi.

Minus anodga, plyus esa katodga qo'llaniladi. Stabilizatsiyadan tashqari (2-banddan past) haddan tashqari issiqlik paydo bo'ladi va elementning ishdan chiqishi ehtimoli ortadi.

Xususiyatlari

Zener diodlarining parametrlari quyidagicha:

• U st - nominal oqimda stabilizatsiya kuchlanishi I st;
• Ist min - elektr buzilish boshlanishining minimal oqimi;
• Ist max - ruxsat etilgan maksimal oqim;
• TKN - harorat koeffitsienti.

An'anaviy dioddan farqli o'laroq, zener diodi yarim o'tkazgichli qurilma bo'lib, unda elektr va issiqlik buzilish joylari oqim kuchlanishining xarakteristikasi bo'yicha bir-biridan ancha uzoqda joylashgan.

Maksimal ruxsat etilgan oqim bilan bog'liq ko'pincha jadvallarda ko'rsatilgan parametr - quvvat sarfi:

P max = I st max ∙ U st.

Zener diyotining ishlashining haroratga bog'liqligi ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. Elementlarni turli belgilar koeffitsientlari bilan ketma-ket ulash orqali isitish yoki sovutishdan mustaqil bo'lgan nozik zener diodlari yaratiladi.

Ulanish sxemalari

Oddiy stabilizatorning odatiy sxemasi ballast qarshiligi R b va yukni o'tkazuvchi zener diyotidan iborat.

Ba'zi hollarda stabilizatsiya buziladi.

1. Stabilizatorga quvvat manbaidan yuqori kuchlanishni chiqishda filtrli kondansatkich bilan ta'minlash. Zaryadlash paytida oqim kuchayishi zener diyotining ishdan chiqishiga yoki Rb rezistorining yo'q qilinishiga olib kelishi mumkin.
2. Yukni yo'qotish. Kirish uchun maksimal kuchlanish qo'llanilganda, zener diyotining oqimi ruxsat etilgan qiymatdan oshib ketishi mumkin, bu uning isishi va yo'q qilinishiga olib keladi. Bu erda pasport xavfsiz ish maydoniga rioya qilish muhimdir.
3. Qarshilik R b kichik tanlanadi, shuning uchun besleme zo'riqishida mumkin bo'lgan minimal qiymatda va yukdagi maksimal ruxsat etilgan oqimda zener diyoti ish nazorat qilish zonasida bo'ladi.

Stabilizatorni, tiristorni himoya qilish davrlarini yoki himoya qilish uchun

Rezistor R b quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

R b = (U pit - U nom)(I st + I n).

Zener diyot oqimi I st kirish kuchlanishiga qarab, ruxsat etilgan maksimal va minimal qiymatlar orasida tanlanadi U ta'minoti va yuk oqimi I n.

Zener diodlarini tanlash

Elementlar stabilizatsiya kuchlanishida katta tarqalishga ega. U n ning aniq qiymatini olish uchun zener diodlari bir xil partiyadan tanlanadi. Parametrlar diapazoni torroq turlar mavjud. Yuqori quvvat sarfi uchun elementlar radiatorlarga o'rnatiladi.

Zener diyotining parametrlarini hisoblash uchun dastlabki ma'lumotlar talab qilinadi, masalan, quyidagilar:

• U manbai = 12-15 V - kirish kuchlanishi;
• U st = 9 V - stabillashtirilgan kuchlanish;

Parametrlar kam energiya sarflaydigan qurilmalar uchun odatiy hisoblanadi.

12 V minimal kirish kuchlanishi uchun yuk oqimi maksimal - 100 mA ga tanlanadi. Ohm qonunidan foydalanib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan umumiy yukini topishingiz mumkin:

R∑ = 12 V / 0,1 A = 120 Ohm.

Zener diyotidagi kuchlanishning pasayishi 9 V ni tashkil qiladi. 0,1 A oqim uchun ekvivalent yuk bo'ladi:

R eq = 9 V / 0,1 A = 90 Ohm.

Endi siz balast qarshiligini aniqlashingiz mumkin:

R b = 120 Ohm - 90 Ohm = 30 Ohm.

U standart seriyadan tanlanadi, bu erda qiymat hisoblanganga to'g'ri keladi.

Zener diyotidan o'tadigan maksimal oqim yukning uzilishini hisobga olgan holda aniqlanadi, shuning uchun biron bir sim lehimsiz bo'lsa, u ishlamay qoladi. Rezistordagi kuchlanishning pasayishi quyidagicha bo'ladi:

U R = 15 - 9 = 6 V.

Keyin rezistor orqali oqim aniqlanadi:

I R = 6/30 = 0,2 A.

Zener diyoti ketma-ket ulanganligi sababli, I c = I R = 0,2 A.

Tarqalish quvvati P = 0,2∙9 = 1,8 Vt bo'ladi.

Olingan parametrlarga asoslanib, mos keladigan D815V zener diyoti tanlanadi.

Simmetrik Zener diyot

Nosimmetrik diodli tiristor - o'zgaruvchan tokni o'tkazadigan kommutatsiya qurilmasi. Uning ishlashining o'ziga xos xususiyati 30-50 V oralig'ida yoqilganda kuchlanishning bir necha voltgacha pasayishi hisoblanadi. U ikkita qarama-qarshi bog'langan an'anaviy zener diodlari bilan almashtirilishi mumkin. Qurilmalar kommutatsiya elementlari sifatida ishlatiladi.

Zener diyotining analogi

Kerakli elementni tanlash imkoni bo'lmaganda, tranzistorlarda zener diyotining analogi ishlatiladi. Ularning afzalligi kuchlanishni tartibga solish qobiliyatidir. Shu maqsadda bir necha bosqichli DC kuchaytirgichlardan foydalanish mumkin.

Kirishda R1 bilan kuchlanish bo'luvchi o'rnatilgan. Agar kirish kuchlanishi oshsa, VT1 tranzistorining bazasida u ham ortadi. Shu bilan birga, VT2 tranzistori orqali oqim kuchayadi, bu kuchlanishning oshishini qoplaydi va shu bilan uni chiqishda barqaror ushlab turadi.

Zener diodini belgilash

Shisha zener diodlari va plastik qutilarda zener diodlari ishlab chiqariladi. Birinchi holda, ularga 2 ta raqam qo'llaniladi, ular orasida V harfi joylashgan 9V1 yozuvi U st = 9,1 V degan ma'noni anglatadi.

Plastik qutidagi yozuvlar ma'lumotlar varag'i yordamida hal qilinadi, u erda siz boshqa parametrlarni ham bilib olishingiz mumkin.

Tanadagi qorong'u halqa plyus ulangan katodni ko'rsatadi.

Xulosa

Zener diyoti maxsus xususiyatlarga ega dioddir. Zener diodlarining afzalligi - ish oqimining keng doiradagi o'zgarishlarida kuchlanish stabilizatsiyasining yuqori darajasi, shuningdek, oddiy ulanish sxemalari. Past kuchlanishni barqarorlashtirish uchun qurilmalar oldinga yo'nalishda yoqiladi va ular oddiy diodlar kabi ishlay boshlaydi.

Yig'ish sxemalarini tayyorlash jarayonida eng keng tarqalgan, keng tarqalgan va arzon elementlardan foydalanadigan maxsus tanlangan bo'lsa-da, etishmayotganlarni teng darajada yoki katta muvaffaqiyat bilan almashtiradigan boshqa elementlardan foydalanish tartibini ko'rsatish noto'g'ri bo'lmaydi.

Bir elementni boshqasi bilan almashtirishda birinchi navbatda ma'lumotnoma adabiyotidan foydalanish tavsiya etiladi. Qisqacha ilovada, agar xohlasa ham, elementlarni almashtirishning barcha mumkin bo'lgan variantlarini sanab o'tish mumkin emas, chunki faqat yarimo'tkazgichli diodlarning o'ndan ortiq nomlari mavjud. Biroq, boshqalar o'rniga ba'zi bir qurilma elementlaridan foydalanish mumkin bo'lgan umumiy yondashuvni berish mumkin.

Yarimo'tkazgichli diodlardan boshlaylik. An'anaviy ravishda to'plamda ishlatiladigan barcha yarimo'tkazgichli diodlar past quvvatli yuqori chastotali germaniy diodlarga (D9B tipidagi diodlar - D9Zh), past quvvatli silikon impuls (yuqori chastotali) - KD503A va kremniy (past chastotali) - KD102A ( B). Element belgilarining (A, B, C va boshqalar) qo'shimchasidagi (oxiridagi) harf asosiy modelning boshqalaridan qaysidir ma'noda farq qiladigan variantini bildiradi.

Chet el nashrlarida umumiy maqsadli diodlar ko'pincha bitta usulda belgilanadi: bu universal past chastotali yoki yuqori chastotali germaniy yoki silikon diodlardir. Dizaynda diodlar uchun maxsus talablar belgilanmagan bo'lsa, ular uchun minimal talablar:

Yuqori chastotali germaniy yoki silikon diodlar - maksimal teskari kuchlanish kamida 30 V (yig'ish davrlariga nisbatan - hatto 15 V), to'g'ridan-to'g'ri oqim kamida 10 mA. Ishlash chastotasi - bir necha MGts dan kam emas.

Yuqori chastotali germaniy diodlar: D9B - D9Zh; GD402 (1D402); GD507; GD508\GD511 va boshqalar.

Silikon diodlarni almashtirish: KD503 (2D503); KD504\ KD509 - KD512] KD514; KD520 - KD522 va boshqalar.

Past chastotali (kuchli) diodlar - maksimal teskari kuchlanish kamida 300 V, to'g'ridan-to'g'ri oqim kamida 100 mA. Ishlash chastotasi - bir necha kHz dan kam emas.

Silikon past chastotali diodlar: KD102 - KD105 \ D226 va boshqalar ma'lum bir zanjirda ishlatiladigan kuchlanishdan past bo'lmagan ish kuchlanishiga ega.

Albatta, yuqori ishlashga ega bo'lgan va ko'pincha qimmatroq bo'lgan yarimo'tkazgichli qurilmalar (yuqori ish oqimi, yuqori maksimal chastota, yuqori teskari kuchlanish va boshqalar uchun mo'ljallangan) to'plamda tavsiya etilgan diodani, eskirgan model diodini muvaffaqiyatli almashtirishi mumkin.

Zener diyotlarini almashtirishda birinchi navbatda stabilizatsiya kuchlanishiga e'tibor berish kerak. Barcha yig'ish sxemalari asosan kam quvvatli zener diodlaridan foydalanadi. Hozirgi vaqtda turli xil zener diodlarining keng assortimenti mavjud bo'lib, ular ko'pincha hech qanday shartlarsiz almashtirilishi mumkin. Kitobning bo'limlaridan birida aytib o'tilganidek, 1-bobga qarang, har qanday kuchaygan yoki nostandart kuchlanish uchun zener diodi ketma-ket ulangan boshqa zener diodlaridan yoki ularning oldinga yo'naltirilgan germaniy zanjiri bilan kombinatsiyasidan iborat bo'lishi mumkin. (yoki) silikon diodlar.

Yarimo'tkazgichli qurilmalarni to'liq almashtirish masalalari 1-bobda ham muhokama qilinadi.

Transistorlarni almashtirishda siz quyidagilarga amal qilishingiz kerak. Ushbu qurilmalar uchun kremniy, germaniy, past chastotali, yuqori chastotali, yuqori quvvatli, kam quvvatli tranzistorlar va boshqalarga bo'linish ham mavjud.

Ushbu to'plam ko'pincha sanoat tomonidan 30 yildan ortiq vaqt davomida ishlab chiqarilgan eng keng tarqalgan tranzistorlarni taqdim etadi, bular KT315 - kremniy past quvvatli yuqori chastotali p-p-p tuzilmalari. Ularning strukturaviy antonimlari KT361. Yuqori quvvatli silikon tranzistorlar orasida bu KT805 p-p-p tuzilishi; germaniy past quvvatli yuqori chastotali - GT311 (1T311) p-p-p va ularning antonimlari p-p-p tuzilishi - GT313 (1T313). Ushbu tranzistorlarning asosiy xarakteristikalari yuqorida keltirilgan.

Bu barcha tranzistorlar uchun, albatta, ekvivalent va tegishli ortiqcha yarimo'tkazgichli qurilmalarning katta tanlovi mavjud bo'lib, ba'zida prototipdan faqat nomi bilan farqlanadi.

Asosiy almashtirish mezonlari quyidagilardir: tranzistor kollektoridagi maksimal ish kuchlanishi, maksimal kollektor oqimi, kollektorda tarqaladigan maksimal quvvat, maksimal ish chastotasi, oqim uzatish koeffitsienti. Ko'pincha, to'plamda taqdim etilgan sxemalar uchun qoldiq kollektor-emitter kuchlanishining kattaligi va tranzistorning shovqin xususiyatlari muhim ahamiyatga ega.

Bitta tranzistorni boshqasiga almashtirishda ushbu parametrlarning hech biri kam baholanmasligi yoki yomonlashmasligi kerak. Shu bilan birga, tranzistorlarning juda qadimiy modellari bilan solishtirganda, ularning zamonaviy navlari o'zlarining uzoq ajdodlari bilan solishtirganda aniq yaxshilangan avtomatik va evolyutsion tarzda so'rilgan xususiyatlarga ega.

Masalan, KT315 tipidagi tranzistorlar KT3102 tipidagi (past shovqinli yuqori chastotali kremniy tranzistorlar), KT645 (kuchliroq kichik o'lchamli yuqori chastotali tranzistorlar) va boshqalar bilan yanada rivojlangan tranzistorlar bilan almashtirilishi mumkin. aniqroq xususiyatlar.

KT361 tranzistorlari KT3107 tipidagi tranzistorlar (past shovqinli yuqori chastotali silikon tranzistorlar) yoki shunga o'xshash boshqa tranzistorlar bilan almashtirilishi mumkin.

Asosan ULF chiqish bosqichlarida va kuchlanish stabilizatorlarida yig'ish davrlarida ishlatiladigan KT805 (2T805) tipidagi kuchli tranzistorlar kontaktlarning zanglashiga olib, p-p-p strukturasining KTVxx (2T8xx) seriyali tranzistorlari, analoglari bilan kontaktlarning zanglashiga olib almashtirilishi mumkin. bu erda xx - ishlab chiqishning seriya raqami. Ushbu seriyadagi istisnolar KT809, KT812, KT826, KT828, KT838, KT839, KT846, KT856 va boshqalar tranzistorlardir.

Shuni ta'kidlash kerakki, agar ish paytida tranzistor sezilarli darajada qizib ketsa, bu uning ish rejimi noto'g'ri tanlanganligini, boshqa reytinglarning rezistorlaridan foydalanilganligini yoki o'rnatishda xatolik mavjudligini anglatadi. Agar tranzistorning kollektor oqimining ko'tarilishida ishlashi ma'lum bir kontaktlarning zanglashiga olib ish sharoitlari bilan ta'minlansa va tranzistor sezilarli darajada qizib ketsa, siz ushbu elementni kuchliroq bilan almashtirish yoki uni sovutish choralarini ko'rish haqida o'ylashingiz kerak. Odatda, oddiy radiator yoki fandan foydalanish yarimo'tkazgich elementi (tranzistor yoki diod) tomonidan tarqaladigan ruxsat etilgan quvvatni 10 ... 15 barobar oshirish imkonini beradi.

Ba'zan bitta kuchli yarimo'tkazgichli qurilma (diod yoki tranzistor) parallel ravishda ulangan kam quvvatli qurilmalar bilan almashtirilishi mumkin. Biroq, buni kiritishda quyidagilarni e'tiborga olish kerak. Yarimo'tkazgichli qurilmalarni ishlab chiqarishda, hatto bir xil ishlab chiqarish partiyasidan bo'lsa ham, ularning xususiyatlari sezilarli darajada farqlanadi, oddiy parallel ulanish bilan ulardagi yuk juda notekis taqsimlanishi mumkin, bu esa ushbu qurilmalarning ketma-ket yonishiga olib keladi. Parallel ulangan diodlar va tranzistorlarda oqimlarni bir xilda taqsimlash uchun diod bilan ketma-ket yoki tranzistorning emitent pallasida bir necha o'nlab Ohm qarshilikka ega bo'lgan qarshilikni kiritish qiyin.

Yuqori kuchlanish uchun mo'ljallangan yarimo'tkazgichli diodani ishlatish zarur bo'lsa, almashtirish past kuchlanish uchun mo'ljallangan bir xil turdagi bir nechta diodlarni ketma-ket ulash orqali amalga oshirilishi mumkin. Avvalgidek, diodlar moslamasining ishlashi uchun eng xavfli bo'lgan teskari kuchlanishning bir tekis taqsimlanishini ta'minlash uchun bir necha yuz kOhm qarshilik bir necha megohmga ega bo'lgan rezistorni montajning har bir diodasiga parallel ravishda ulash kerak. . Albatta, tranzistorlar uchun shunga o'xshash ulanish sxemalari ham ma'lum, ammo ular kamdan-kam qo'llaniladi. Qanday bo'lmasin, to'plamda keltirilgan sxemalar uchun bunday almashtirishlar talab qilinmaydi, chunki barcha sxemalar asosan past kuchlanishli elektr ta'minoti uchun mo'ljallangan.

Dala effektli tranzistorlarni almashtirishda vaziyat ancha murakkab. Dala effektli tranzistorlarning o'zlari jurnallar va kitoblar sahifalarida ancha oldin paydo bo'lgan bo'lsa-da, ularning diapazoni unchalik vakil emas va parametrlarning tarqalishi yanada aniqroq. Chet elda ishlab chiqarilgan dala effektli tranzistorlarni almashtirish ayniqsa qiyin bo'lishi mumkin. To'plamning sxemalariga kelsak, yuqorida aytib o'tilganidek, u faqat eng qulay elementlardan, shu jumladan dala effektli tranzistorlardan foydalanadi.

To'plam sahifalarida taqdim etilgan diagrammalarda biz telefon kapsulalaridan biroz g'ayrioddiy maqsadda - bir vaqtning o'zida past chastotali tebranish davrlari va ovoz chiqaradigan vositalar sifatida foydalanishga bir necha bor duch kelamiz. Asosan, bunday telefon kapsulalari sifatida standart va keng qo'llaniladigan mahsulotlar qo'llaniladi. Bu mahalliy ishlab chiqarilgan telefon apparatlarida qo'llaniladigan TK-67 tipidagi telefon kapsulasi va odatda eshitish qobiliyati zaif odamlar uchun qurilmalarda qo'llaniladigan TM-2 (TM-4) tipidagi quloqchin. Albatta, ushbu telefon kapsulalarini shunga o'xshash xususiyatlarga ega bo'lgan boshqa mahalliy yoki xorijiy kapsulalar bilan almashtirish mumkin, ammo ba'zi hollarda kondansatör sig'imini tanlash kerak bo'lishi mumkin (masalan, agar bu telefon kapsulasi past chastotali rezonansli tebranishga ega bo'lsa) sxema).

O'quvchilar tavsiya qiladilar -

ANALOG ~ KUCHLI

Yuk ta'minoti kuchlanishini barqarorlashtirish uchun ular ko'pincha eng oddiy parametrik stabilizatordan foydalanadilar (1-rasm), unda rektifikatordan quvvat ballast qarshiligi orqali ta'minlanadi va zener diyot yuk bilan parallel ravishda ulanadi.

Bunday stabilizator ma'lum bir stabilizator uchun maksimal stabilizatsiya oqimidan oshmaydigan yuk oqimlarida ishlaydi. Va agar yuk oqimi sezilarli darajada yuqori bo'lsa, ular yanada kuchli zener diyotidan foydalanadilar, masalan, 1... 1,4 A (D815A) stabilizatsiya chegarasini ta'minlaydigan D815 seriyali.

Agar bunday zener diodi mavjud bo'lmasa, kam quvvatli bo'ladi, lekin u rasmda ko'rsatilganidek, kuchli tranzistor bilan birgalikda ishlatilishi kerak. 2. Natijada kuchli zener diyotining analogi bo'lib, hatto 2 A oqimda ham yuk bo'ylab etarlicha barqaror kuchlanishni ta'minlaydi, garchi diagrammada ko'rsatilgan KS147A stabilizatorining maksimal stabilizatsiya oqimi 58 mA bo'lsa.

Analog shunday ishlaydi. Rektifikatordan keladigan ta'minot kuchlanishi zener diodining uzilish kuchlanishidan kamroq bo'lsa, tranzistor yopiq, analog orqali oqim ahamiyatsiz (shaklda ko'rsatilgan analogning volt-amper xarakteristikasining to'g'ridan-to'g'ri gorizontal tarmog'i). 3), ta'minot kuchlanishi oshishi bilan zener diodi sinadi, u orqali oqim o'ta boshlaydi va tranzistor biroz ochiladi (izog-

zener diodi

xarakteristikaning yong'oq qismi). Ta'minot kuchlanishining yanada oshishi zener diodi va tranzistor orqali oqimning keskin oshishiga olib keladi va shuning uchun an'anaviy parametrik stabilizatorda bo'lgani kabi, ma'lum bir qiymatda (xarakteristikaning vertikal tarmog'i) chiqish kuchlanishining barqarorlashishiga olib keladi.

Stabilizatsiya effekti buzilish rejimida zener diyotining past differentsial qarshiligiga ega bo'lishi va tranzistor kollektoridan uning bazasiga chuqur salbiy teskari aloqa amalga oshirilishi tufayli erishiladi. Shuning uchun, chiqish voltaji pasayganda, zener diodi va tranzistor bazasi orqali oqim kamayadi, bu esa sezilarli darajada (bir necha marta) pasayishiga olib keladi.

kollektor oqimi, bu chiqish kuchlanishining oshishini anglatadi. Chiqish kuchlanishi oshganda, teskari jarayon kuzatiladi -

Stabillashtirilgan chiqish kuchlanishining qiymati zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishini ochiq tranzistorning emitent birikmasining kuchlanishi bilan yig'ish yo'li bilan aniqlanadi (kremniy tranzistor uchun ^ 0,7 V va germaniy tranzistor uchun 0,3 V). Analogning maksimal stabilizatsiya oqimi bir xildan deyarli baravar yuqori bo'ladi

ishlatiladigan zener diyotining parametri. Shunga ko'ra, tranzistordagi quvvat sarfi zener diodidagi quvvatdan bir xil darajada ko'p bo'ladi.

Yuqoridagi munosabatlardan kuchli tranzistorning statik uzatish koeffitsienti zener diyotining maksimal stabilizatsiya oqimiga bo'lingan yukning maksimal oqim iste'moli koeffitsientidan kam bo'lmasligi kerak degan xulosaga kelish oson. Transistorning maksimal ruxsat etilgan kollektor oqimi va kollektor va emitent o'rtasidagi kuchlanish mos ravishda belgilangan analog stabilizatsiya oqimi va chiqish kuchlanishidan oshib ketishi kerak.

Pnp tuzilmasi tranzistoridan foydalanilganda, uni rasmda ko'rsatilganiga muvofiq ulash kerak. 4 sxema. Ushbu tartibga solishda tranzistor to'g'ridan-to'g'ri quvvatli strukturaning shassisiga o'rnatilishi mumkin va analogning qolgan qismlari tranzistorning terminallariga o'rnatilishi mumkin.

Chiqish kuchlanishining dalgalanishini kamaytirish va analogning differentsial qarshiligini kamaytirish uchun zener diyot terminallariga parallel ravishda 100.. 500 mkF quvvatga ega oksidli kondansatör ulanishi mumkin.

Xulosa qilib aytganda, analogning harorat kuchlanish koeffitsienti (TCV) haqida bir oz. D818, KS191 seriyali nozik zener diyotlarini ishlatganda, TKN analogi TKN zener diyotidan sezilarli darajada yomonroq bo'ladi. Stabilizatsiya kuchlanishi 16 V dan yuqori bo'lgan zener diodasi ishlatilsa, analogning TKN zener diyotining TKN ga taxminan teng bo'ladi va D808 - D814 zener diodlari bilan analogning TKN yaxshilanadi.

I. KURSKY

MUHARRIATDAN. I. Kurskiyning maqolasi, sizda allaqachon parametrik stabilizator sxemasi mavjudligini va faqat kuchli zener diyotini tanlashingiz kerakligini yodda tutib, balast rezistorini tanlash masalasini ko'tarmaydi. Agar bunday sxema bo'lmasa, V.Krylovning "Oddiy kuchlanish stabilizatori" radiosi, 1977 yil, 9-sonli maqolasida keltirilgan balast qarshiligini hisoblash bo'yicha tavsiyalardan foydalaning. 53, 54