Az elektronikus berendezések megbízható és hosszú távú működésének alapja a stabil tápfeszültség. Ehhez stabilizált tápegységeket használnak. Azt mondhatjuk, hogy a tápegység kimeneti feszültségszintjét meghatározó fő elem egy félvezető eszköz - egy zener dióda. Ez lehet egy lineáris stabilizátor alapja és egy küszöb elem a kapcsoló tápegység visszacsatoló áramkörében. Ebben a cikkben elmondjuk az oldal olvasóinak Villanyszerelő maga a készülékről és a zener dióda működési elvéről.
Tartalom:
- Ami
- Főbb jellemzők
- Hagyományos grafikai jelölés az ábrákon
- Csatlakozási rajz
- Jelzés
Ami
A szakirodalom a következő meghatározást adja:
A Zener dióda vagy a Zener dióda olyan eszköz, amelyet az elektromos áramkörök feszültségének stabilizálására terveztek. Fordított torzítással működik bontási módban. A meghibásodás kezdete előtt nagy átmeneti ellenállással rendelkezik. Az ebben az esetben áramló áramok jelentéktelenek. Széles körben használják az elektronikában és az elektrotechnikában.
Egyszerűen fogalmazva, a Zener dióda célja az elektromos áramkörök feszültségének stabilizálása. Az ellenkező irányban szerepel az áramkörben. Ha a feszültség meghaladja a stabilizációs feszültséget, akkor a pn csomópont megfordítható elektromos meghibásodása következik be. Amint a névleges értékre csökken, a bontás leáll, és a Zener dióda bezárul.
Az alábbi ábra egy grafikus diagram a próbabábuk számára, hogy megértsék a Zener dióda működését.
A fő előnyök az alacsony költségek és a kis méretek. Az ipar 1,8 - 400 V stabilizációs feszültségű eszközöket gyárt fém, kerámia vagy üveg tokokban. Ez attól függ, hogy milyen teljesítményre tervezték a Zener diódát, és más jellemzőktől.
A nagyfeszültségű feszültség 0,4 és több tíz kV közötti stabilizálásához izzó-kisülési Zener diódákat használnak. Üvegházuk van, és paraméteres stabilizátorokban használták őket a félvezető eszközök megjelenése előtt.
Azok az eszközök, amelyek ellenállását az alkalmazott feszültségtől függően megváltoztatják, hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek - ezek varisztorok. A különbség a Zener dióda és a varisztor között az, hogy ez utóbbi kétirányú szimmetrikus jellemzőkkel rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy a diódákkal ellentétben nincs polaritása. Röviden a varisztor célja, hogy biztosítsa túlfeszültség védelem elektronikus áramkörök.
A berendezéseket a feszültség túlfeszültségei ellen védik elnyomókkal. A különbség a Zener dióda és az elnyomó között az, hogy az előbbi fokozatosan megváltoztatja belső ellenállását az alkalmazott feszültségtől függően. A második, amikor elér egy bizonyos feszültségküszöböt, azonnal megnyílik. Azok. belső ellenállása nullára hajlik. A szuppresszorok fő célja, hogy megvédjék a berendezéseket a túlfeszültségtől.
Az alábbi ábra egy félvezető hagyományos grafikus megnevezését (UGO a GOST szerint) és annak áram-feszültség jellemzőit mutatja.
Az ábrán a számok az 1-2. Működik, és úgy tervezték, hogy stabilizálja az áramkörök feszültségét. Ha az eszközt előrefelé kapcsolja be, akkor normál diódaként fog működni.
Javasoljuk, hogy nézze meg a következő videót, hogy részletesebben tanulmányozza a Zener dióda működési elvét, az elemek megnevezését és alkalmazási területét.
Főbb jellemzők
A tápegységek tervezésekor képesnek kell lennie arra, hogy helyesen kiszámítsa és válassza ki a szükséges elemet az értékeknek megfelelően. A helytelenül kiválasztott Zener dióda azonnal meghibásodik, vagy nem tartja a feszültséget a kívánt szinten.
A fő jellemzők a következők:
- feszültség UcT. stabilizáció;
- névleges stabilizáló áram I.Művészet.a Zener diódán keresztül áramlik;
- megengedett teljesítményeloszlás;
- stabilizációs hőmérsékleti együttható;
- dinamikus ellenállás.
Ezeket a jellemzőket a gyártó határozza meg, és a referencia -irodalom tartalmazza.
Hagyományos grafikai jelölés az ábrákon
Minden eszköz rendelkezik grafikus jelöléssel. Erre azért van szükség, hogy ne zavarja az elektromos áramkört. A Zener dióda saját grafikus megnevezéssel rendelkezik, amelyet az államközi szabvány egységes tervdokumentációs szabvány (ESKD) szerint hagyott jóvá.
Az alábbi ábra azt mutatja, hogy a GOST 2.730-73 szerinti diagramban hogyan jelenik meg, a Zener dióda gyakorlatilag diódának van jelölve, mivel valójában ez az egyik fajtája.
A helyes felvétel érdekében meg kell különböztetni, hol a plusz, hol a mínusz. A fenti ábrát nézve a plusz (anód) bal oldalon, a mínusz (katód) pedig a jobb oldalon található. Az ESKD szerint az UGO diódák mérete 5/5 mm legyen. Ezt az alábbi ábra szemlélteti.
Csatlakozási rajz
Tekintsük a Zener dióda működését egy paraméteres stabilizáló áramkör példáján keresztül. Ez egy tipikus elrendezés. Itt vannak a stabilizátor kiszámításának képletei.
Tegyük fel, hogy 15 volt van, és a kimenetnek 9 V -nak kell lennie. A referenciakönyv feszültségtáblája szerint a Zener D810 diódát választjuk. Számítsuk ki az R1 áramkorlátozó ellenállást az alábbi ábra szerint. Ez az áramkorlátozó ellenállást és a kapcsolási rajzot mutatja. A feszültségszabályozó mód az 1.2-es áram-feszültség karakterisztikán van feltüntetve.
Annak érdekében, hogy a félvezető ne sérüljön meg, figyelembe kell venni a stabilizáló áramot és a terhelési áramot. Határozza meg a stabilizációs áramot a referenciakönyvből.
Ez egyenlő 5 mA -vel. Az alábbi ábra a referenciakönyv egy részét mutatja.
Feltételezzük, hogy a terhelési áram 100 mA:
R1 = (Uban ben-Uutca) / (I.n+ ÉncT) = (15-9) / (0,1 + 0,005) = 57,14 ohm.
Ha erőteljes stabilizátorra van szüksége, akkor érdemes összekapcsolni egy áramkört egy zener diódából és egy tranzisztorból.
Ha stabilizátort kell készíteni kis, 0,2-1 V feszültséghez, akkor stabilizátort használnak. Ez egyfajta zener dióda, de az I - V karakterisztika elülső ágában működik, és előrefelé bekapcsol, ami egyedülálló tulajdonsága.
Hasonlóképpen készíthet tápegységet, ahol a stabilizátor diódákból készül. A stabilizátorhoz hasonlóan előre is be vannak kapcsolva. A szükséges feszültséget a dióda egyenes feszültségcsökkenései adják, a szilícium diódáknál 0,5-0,7 V tartományban van. Diódák hiányában Zener diódát szerelhet össze tranzisztorból.
Az alábbi ábrán egy tranzisztoros áramkör látható.
Az ipar szabályozott Zener diódákat is gyárt. Vagy pontosabban ez egy mikroáramkör - TL431. Ez egy univerzális mikroáramkör, amely lehetővé teszi a feszültség szabályozását 2,5 és 36 volt között.
A beállítás az ellenállásosztó kiválasztásával történik. Az alábbi ábra egy 5 voltos szabályozót mutat. Az elválasztót 2,2 K névleges értékű ellenállásokra szerelik fel.
A szakembernek tudnia kell, hogyan ellenőrizheti a Zener dióda működését multiméterrel. Azonnal megjegyezzük, hogy csak egyirányú elem ellenőrizhető; a kettős (kétirányú) elemekre nem vonatkozik ilyen ellenőrzés. Ha a Zener dióda megfelelően működik, akkor amikor a tesztelő "tárcsáz" egy irányba, akkor nyitott áramkört, a másodikban pedig a minimális ellenállást mutatja. A hibás mindkét irányban csenget.
Jelzés
A dióda teljesítményétől függően különböző csomagokban kaphatók. Nagy teljesítményű fémdobozokon a készülék típusának betűjelzése van feltüntetve.
Az alábbi fotók a szovjet gyártású eszközöket és azok kinézetét mutatják be.
Manapság kis fogyasztású diódákat gyártanak üvegházakban. Az importált eszközök jelölése színkóddal van ellátva. A testet csíkok vagy színes gyűrűk jelzik.
Az alábbi ábra az SMD diódák jelölését mutatja.
Az üvegdobozban lévő háztartási diódákat csíkok vagy gyűrűk jelzik. A típust és a paramétereket az elektronikus alkatrészek bármely referenciakönyve segítségével határozhatja meg. Például a zöld sáv a KS139A zener diódát jelzi, a kék sáv (vagy gyűrű) pedig a KS133A -t.
A fém tokokban lévő nagy teljesítményű eszközökön betűjelzés van feltüntetve, például D816, amint a fenti képen látható. Ez szükséges ahhoz, hogy tudja, hogyan kell analógot választani.
Tehát megvizsgáltuk, hogy mik a Zener diódák, hogyan működnek és mire valók. Ha bármilyen kérdése van, tegye fel őket a cikk alatti megjegyzésekben!
Kapcsolódó anyagok:
- Mi az a tranzisztoros tesztelő?
- Hogyan működik az ellenállás
- Hogyan lehet forrasztani a rádió alkatrészeket a táblákról
