Osnova za zanesljivo in dolgoročno delovanje elektronske opreme je stabilna napajalna napetost. Za to se uporabljajo stabilizirani napajalniki. Lahko rečemo, da je glavni element, ki določa raven izhodne napetosti napajalnika, polprevodniška naprava - zener dioda. Lahko je osnova linearnega stabilizatorja in pragovnega elementa v povratnem vezju stikalnega napajalnika. V tem članku bomo bralcem spletnega mesta povedali Električar sam o napravi in principu delovanja zener diode.
Vsebina:
- Kaj je
- Glavne značilnosti
- Konvencionalna grafična oznaka na diagramih
- Shema povezave
- Označevanje
Kaj je
Literatura daje naslednjo definicijo:
Zener dioda ali Zener dioda je naprava, namenjena stabilizaciji napetosti v električnih tokokrogih. Deluje z obratno pristranskostjo v načinu razčlenitve. Pred začetkom okvare ima visoko tranzicijsko upornost. Tok, ki teče v tem primeru, je zanemarljiv. Veliko se uporabljajo v elektroniki in elektrotehniki.
Preprosto povedano, je Zener dioda zasnovana za stabilizacijo napetosti v elektronskih vezjih. Vključen je v vezje v nasprotni smeri. Ko napetost preseže stabilizacijsko napetost, pride do povratne električne okvare pn spoja. Takoj, ko pade na nominalno, se razčlenitev ustavi in zener dioda se zapre.
Spodnja slika je grafični diagram za lutke, ki razumejo, kako deluje Zenerjeva dioda.
Glavne prednosti so nizki stroški in majhne dimenzije. Industrija proizvaja naprave s stabilizacijsko napetostjo 1,8 - 400 V v kovinskih, keramičnih ali steklenih ohišjih. Odvisno je od moči, za katero je zasnovana zener dioda, in drugih značilnosti.
Za stabilizacijo visokonapetostne napetosti od 0,4 do več deset kV se uporabljajo zener diode s svetlečim praznjenjem. Imajo stekleno ohišje in so jih pred pojavom polprevodniških naprav uporabljali v parametričnih stabilizatorjih.
Naprave, ki spreminjajo svoj upor glede na uporabljeno napetost, imajo podobne lastnosti - to so varistorji. Razlika med zener diodo in varistorjem je v tem, da ima slednji dvosmerne simetrične lastnosti. To pomeni, da za razliko od diod nima polarnosti. Na kratko je varistor zasnovan tako, da zagotavlja zaščita pred prenapetostjo elektronska vezja.
Za zaščito opreme pred napetostnimi sunki se uporabljajo dušilci. Razlika med zener diodo in dušilcem je v tem, da prvi postopoma spreminja svoj notranji upor glede na uporabljeno napetost. Drugi, ko je dosežen določen prag napetosti, se takoj odpre. Tisti. njegov notranji upor teži k ničli. Glavni namen dušilcev je zaščita opreme pred prenapetostjo.
Spodnja slika prikazuje običajno grafično oznako (UGO po GOST) polprevodnika in njegovo karakteristiko tokovne napetosti.
Na sliki številke označujejo oddelek 1-2. Deluje in je zasnovan za stabilizacijo napetosti v tokokrogih. Če je naprava vklopljena v smeri naprej, bo delovala kot običajna dioda.
Priporočamo ogled naslednjega videoposnetka, če želite podrobneje preučiti načelo delovanja zener diode, označbo elementov in njihovo področje uporabe.
Glavne značilnosti
Pri načrtovanju napajalnikov bi morali biti sposobni pravilno izračunati in izbrati potreben element glede na vrednosti. Nepravilno izbrana zener dioda bo takoj odpovedala ali ne bo vzdrževala napetosti na zahtevani ravni.
Glavne značilnosti so:
- napetost UcT. stabilizacija;
- nazivni stabilizacijski tok IUmetnost.teče skozi zener diodo;
- dovoljeno odvajanje moči;
- temperaturni koeficient stabilizacije;
- dinamični upor.
Te lastnosti določi proizvajalec in so navedene v referenčni literaturi.
Konvencionalna grafična oznaka na diagramih
Vse naprave imajo grafično oznako. To je potrebno, da ne zamašite električnega tokokroga. Zener dioda ima svojo grafično oznako, ki je meddržavni standard odobrila za en sam standard za projektno dokumentacijo (ESKD).
Spodnja slika prikazuje, kako je v diagramu označeno po GOST 2.730-73, zener dioda je praktično označena kot dioda, saj je pravzaprav ena od njenih sort.
Za pravilno vključitev morate razlikovati, kje je plus, kje minus. Če pogledamo zgornjo sliko, je plus (anoda) na levi strani, minus (katoda) pa na desni. Po ESKD naj bi bile mere diod UGO 5/5 mm. To je prikazano na spodnji sliki.
Shema povezave
Razmislite o delovanju zener diode na primeru parametričnega stabilizatorskega vezja. To je tipična postavitev. Tu so formule za izračun stabilizatorja.
Recimo, da je 15 voltov, izhod pa mora biti 9 V. Glede na tabelo napetosti v referenčni knjigi izberemo Zener diodo D810. Izračunajmo upor, ki omejuje tok R1, v skladu s spodnjo sliko. Prikazuje trenutni omejevalni upor in diagram povezave. Način regulacije napetosti je označen na tokovno-napetostni karakteristiki 1.2.
Da polprevodnik ne odpove, je treba upoštevati stabilizacijski tok in tok obremenitve. Določite stabilizacijski tok iz referenčne knjige.
Enako je 5 mA. Spodnja slika prikazuje del referenčne knjige.
Predvidevamo, da je tok obremenitve 100 mA:
R1 = (Uv-Ust) / (JAZn+ JazcT) = (15-9) / (0,1 + 0,005) = 57,14 ohma.
Če potrebujete močan stabilizator, potem je vredno sestaviti vezje iz zener diode in tranzistorja.
Če je potrebno narediti stabilizator za majhno napetost 0,2-1 V, se za to uporabi stabilizator. Je neke vrste zener dioda, ki pa deluje v sprednji veji I -V karakteristike in se vklopi v smeri naprej, kar je njena edinstvena lastnost.
Podobno lahko naredite napajalnik, kjer je stabilizator iz diod. Tako kot stabilizator so vklopljeni v smeri naprej. Zahtevana napetost se pridobi z neposrednimi padci napetosti na diodi, za silicijeve diode je v območju 0,5-0,7V. V odsotnosti diod lahko sestavite Zener diodo iz tranzistorja.
Spodnja slika prikazuje tranzistorsko vezje.
Industrija proizvaja tudi nadzorovane zener diode. Ali natančneje, to je mikro vezje - TL431. To je univerzalno mikro vezje, ki vam omogoča uravnavanje napetosti v območju od 2,5 do 36 voltov.
Nastavitev se izvede z izbiro delilnika upora. Spodnji diagram prikazuje 5 -voltni regulator. Ločilnik je sestavljen na uporih z nominalno vrednostjo 2,2 K.
Specialist bi moral vedeti, kako z multimetrom preveriti delovanje zener diode. Takoj ugotavljamo, da je mogoče preveriti samo enosmerni element; dvojni (dvosmerni) elementi niso predmet takega preverjanja. Če Zener dioda deluje pravilno, potem, ko tester "pokliče" v eno smer, bo pokazal odprto vezje, v drugi pa najmanjši upor. Napačen zvoni v obe smeri.
Označevanje
Odvisno od moči diode so na voljo v različnih paketih. Na kovinskih ohišjih velike moči je navedena črkovna oznaka vrste naprave.
Spodnje fotografije prikazujejo naprave sovjetske proizvodnje in njihov videz.
Danes se diode z nizko porabo proizvajajo v steklenih omarah. Oznake uvoženih naprav so barvno označene. Telo je označeno s črtami ali barvnimi obročki.
Spodnja slika prikazuje oznako SMD diod.
Domače diode v steklenih omarah so označene s črtami ali obroči. Vrsto in parametre lahko določite s katerim koli priročnikom elektronskih komponent. Na primer, zelena črta označuje zener diodo KS139A, modra vrstica (ali obroč) pa označuje KS133A.
Na močnih napravah v kovinskih ohišjih je označena črka, na primer D816, kot je prikazano na zgornji fotografiji. To je potrebno, če želite vedeti, kako izbrati analog.
Zato smo preučili, kaj so zener diode, kako delujejo in čemu služijo. Če imate kakršna koli vprašanja, jih postavite v komentarjih pod člankom!
Sorodni materiali:
- Kaj je tranzistorski tester
- Kako deluje upor
- Kako spajkati radijske komponente iz plošč
