Grundlaget for pålidelig og langsigtet drift af elektronisk udstyr er en stabil forsyningsspænding. Til dette bruges stabiliserede strømforsyninger. Vi kan sige, at hovedelementet, der bestemmer strømforsyningens udgangsspændingsniveau, er en halvleder - en zenerdiode. Det kan både være grundlaget for en lineær stabilisator og et tærskelelement i tilbagekoblingskredsløbet for en switchende strømforsyning. I denne artikel vil vi fortælle læserne af webstedet Elektriker selv om enheden og funktionsprincippet for zenerdioden.
Indhold:
- Hvad er det
- Vigtigste egenskaber
- Konventionel grafisk betegnelse på diagrammerne
- Tilslutningsdiagram
- Mærkning
Hvad er det
Litteraturen giver følgende definition:
Zenerdiode eller zenerdiode er en enhed designet til at stabilisere spændingen i elektriske kredsløb. Arbejder med omvendt bias i sammenbrudstilstand. Inden nedbruddet begyndte, har det en høj overgangsmodstand. De strømme, der strømmer i dette tilfælde, er ubetydelige. De er meget udbredt inden for elektronik og elektroteknik.
Enkelt sagt er Zener -dioden designet til at stabilisere spændingen i elektroniske kredsløb. Det er inkluderet i kredsløbet i den modsatte retning. Når spændingen overstiger stabiliseringsspændingen, sker der en reversibel elektrisk nedbrydning af pn -krydset. Så snart det falder til det nominelle, stopper sammenbruddet, og zenerdioden lukker.
Figuren herunder er et grafisk diagram for dummies for at forstå, hvordan Zener -dioden fungerer.
De største fordele er lave omkostninger og små dimensioner. Industrien producerer enheder med en stabiliseringsspænding på 1,8 - 400 V i metal-, keramik- eller glaskasser. Det afhænger af den effekt, som zenerdioden er designet til og andre egenskaber.
For at stabilisere højspændingsspænding fra 0,4 til flere titalls kV bruges glød-afladnings-zenerdioder. De har et glashus og blev brugt i parametriske stabilisatorer før fremkomsten af halvlederanordninger.
Enheder, der ændrer deres modstand afhængigt af den påførte spænding, har lignende egenskaber - det er disse varistorer. Forskellen mellem en zener-diode og en varistor er, at sidstnævnte har tovejs symmetriske egenskaber. Det betyder, at den i modsætning til dioder ikke har nogen polaritet. Kort fortalt er varistoren designet til at levere overspændingsbeskyttelse elektroniske kredsløb.
Undertrykkere bruges til at beskytte udstyret mod spændingsstød. Forskellen mellem en zener -diode og en suppressor er, at førstnævnte gradvist ændrer sin indre modstand afhængigt af den påførte spænding. Den anden, når en bestemt spændingstærskel er nået, åbner med det samme. De der. dens indre modstand har tendens til nul. Hovedformålet med undertrykkere er at beskytte udstyr mod overspændinger.
Nedenstående figur viser en konventionelt grafisk betegnelse (UGO ifølge GOST) af en halvleder og dens strømspændingskarakteristik.
I figuren angiver tallene afsnit 1-2. Det fungerer og er designet til at stabilisere spændingen i kredsløbene. Hvis enheden er tændt i fremadgående retning, fungerer den som en normal diode.
Vi anbefaler at se følgende video for at studere mere i princippet om zenerdioden, elementernes betegnelse og deres anvendelsesområde.
Vigtigste egenskaber
Når du designer strømforsyninger, skal du være i stand til korrekt at beregne og vælge det nødvendige element i henhold til værdierne. En forkert valgt zener -diode mislykkes straks eller vil ikke opretholde spændingen på det krævede niveau.
De vigtigste egenskaber er:
- spænding UcT. stabilisering;
- nominel stabiliseringsstrøm IKunst.strømmer gennem en zener -diode;
- tilladt effekttab;
- temperatur stabiliseringskoefficient;
- dynamisk modstand.
Disse egenskaber bestemmes af producenten og er angivet i referencelitteraturen.
Konventionel grafisk betegnelse på diagrammerne
Alle enheder har en grafisk betegnelse. Dette er nødvendigt for ikke at ødelægge det elektriske kredsløb. Zenerdioden har sin egen grafiske betegnelse, som er godkendt af interstate -standarden for en enkelt standard for designdokumentation (ESKD).
Nedenstående figur viser, hvordan det er angivet i diagrammet ifølge GOST 2.730-73, zener-dioden er praktisk talt betegnet som en diode, da den faktisk er en af dens sorter.
For den korrekte optagelse skal du skelne mellem plus, hvor minus. Når man ser på ovenstående figur, er plus (anode) til venstre og minus (katode) til højre. Ifølge ESKD skal dimensionerne på UGO -dioderne være 5/5 mm. Dette er illustreret i nedenstående figur.
Tilslutningsdiagram
Overvej betjeningen af en zener -diode ved hjælp af eksemplet på et parametrisk stabilisator kredsløb. Dette er et typisk layout. Her er formlerne til beregning af stabilisatoren.
Lad os sige, at der er 15 volt, og output skal være 9 V. Ifølge spændingstabellen i referencebogen vælger vi Zener -dioden D810. Lad os beregne den strømbegrænsende modstand R1 i henhold til figuren herunder. Det viser strømbegrænsningsmodstanden og tilslutningsdiagrammet. Spændingsreguleringstilstanden er markeret på strømspændingskarakteristikken 1.2.
For at halvlederen ikke skal mislykkes, er det nødvendigt at tage hensyn til stabiliseringsstrømmen og belastningsstrømmen. Bestem stabiliseringsstrømmen fra referencebogen.
Det er lig med 5 mA. Nedenstående figur viser en del af opslagsbogen.
Vi antager, at belastningsstrømmen er 100 mA:
R1 = (Ui-Ust) / (Jegn+ JegcT) = (15-9) / (0,1 + 0,005) = 57,14 ohm.
Hvis du har brug for en kraftig stabilisator, er det værd at samle et kredsløb fra en zener -diode og en transistor.
Hvis det er nødvendigt at lave en stabilisator til en lille spænding på 0,2-1 V, bruges en stabilisator til dette. Det er en slags zener -diode, men den virker i den forreste gren af I - V -karakteristikken og tænder i fremadgående retning, hvilket er dens unikke egenskab.
På samme måde kan du lave en strømforsyning, hvor stabilisatoren er lavet af dioder. Ligesom stabilisatoren tændes de i fremadgående retning. Den nødvendige spænding opnås ved direkte spændingsfald over dioden, for siliciumdioder ligger den i området 0,5-0,7V. I mangel af dioder kan du samle en Zener -diode fra en transistor.
Figuren herunder viser et transistorkredsløb.
Industrien producerer også kontrollerede zener -dioder. Eller mere præcist, dette er et mikrokredsløb - TL431. Dette er et universelt mikrokredsløb, der giver dig mulighed for at regulere spændingen i området fra 2,5 til 36 volt.
Justeringen udføres ved at vælge en modstandsdeler. Diagrammet herunder viser en 5 volt regulator. Opdeleren er samlet på modstande med en nominel værdi på 2,2 K.
Specialisten bør vide, hvordan man kontrollerer zener -diodenes funktion med et multimeter. Umiddelbart bemærker vi, at kun et ensrettet element kan kontrolleres; dobbelte (tovejs) elementer er ikke genstand for en sådan kontrol. Hvis Zener -dioden fungerer korrekt, viser testeren et åbent kredsløb, og i den anden minimum modstanden, når testeren "ringer" i en retning. Den defekte ringer begge veje.
Mærkning
Afhængigt af diodenes effekt findes de i forskellige pakker. På metalkasser med høj effekt angives bogstavbetegnelsen for enhedstypen.
Billederne herunder viser sovjetfremstillede enheder, og hvordan de så ud.
I dag produceres laveffektdioder i glaskasser. Mærkning af importerede enheder er farvekodet. Kroppen er markeret med striber eller farvede ringe.
Nedenstående figur viser mærkning af SMD -dioder.
Husholdningsdioder i glaskasser er markeret med striber eller ringe. Du kan bestemme typen og parametrene ved hjælp af enhver opslagsbog over elektroniske komponenter. For eksempel angiver den grønne bjælke zenerdioden KS139A, og den blå bjælke (eller ringen) angiver KS133A.
På kraftfulde enheder i metalkasser er der angivet en bogstavbetegnelse, for eksempel D816, som vist på billedet ovenfor. Dette er nødvendigt for at vide, hvordan man vælger en analog.
Så vi undersøgte, hvad zener -dioder er, hvordan de fungerer, og hvad de er til. Hvis du har spørgsmål, så stil dem i kommentarerne under artiklen!
Relaterede materialer:
- Hvad er en transistortester
- Sådan fungerer en modstand
- Sådan loddes radiokomponenter fra plader
