Edhe pse gjatë përgatitjes së skemave të grumbullimit u zgjodhën posaçërisht që përdorin elementët më të zakonshëm, më të disponueshëm dhe të lirë, nuk do të ishte e gabuar të tregohej radha e përdorimit të elementëve të tjerë që zëvendësojnë në mënyrë të barabartë ose me shumë sukses ato që mungojnë.

Kur zëvendësoni një element me një tjetër, rekomandohet fillimisht të përdorni literaturë referuese. Në një shtojcë të shkurtër, edhe nëse dëshironi, është e pamundur të renditni të gjitha opsionet e mundshme për zëvendësimin e elementeve, sepse ka më shumë se një duzinë emrash vetëm të diodave gjysmëpërçuese. Megjithatë, është e mundur të jepet një qasje e përgjithshme për përdorimin e mundshëm të disa elementeve të pajisjes në vend të të tjerëve.

Le të fillojmë me diodat gjysmëpërçuese. Në mënyrë konvencionale, të gjitha diodat gjysmëpërçuese të përdorura në koleksion ndahen në dioda germanium me frekuencë të lartë me fuqi të ulët (dioda të tipit D9B - D9Zh), puls silikoni me fuqi të ulët (me frekuencë të lartë) - KD503A dhe silikon (me frekuencë të ulët) - KD102A ( B). Shkronja në prapashtesën (fundin) e përcaktimit të elementit (A, B, C, etj.) nënkupton një variant të modelit bazë, që ndryshon në një farë mënyre nga pjesa tjetër.

Në botimet e huaja, diodat me qëllime të përgjithshme shpesh përcaktohen në një mënyrë të vetme: këto janë dioda universale të germaniumit ose silikonit me frekuencë të ulët ose me frekuencë të lartë. Nëse dizajni nuk specifikon kërkesa të veçanta për diodat, kërkesat minimale për to janë:

Diodat e germaniumit ose të silikonit me frekuencë të lartë - me një tension maksimal të kundërt prej të paktën 30 V (në lidhje me qarqet e grumbullimit - madje 15 V), rrymë e përparme prej të paktën 10 mA. Frekuenca e funksionimit - jo më e ulët se disa MHz.

Diodat e germaniumit me frekuencë të lartë: D9B - D9Zh; GD402 (1D402); GD507; GD508\GD511 dhe të tjerët.

Ndërrimi i diodave të silikonit: KD503 (2D503); KD504\ KD509 - KD512] KD514; KD520 - KD522 dhe të tjerët.

Diodat me frekuencë të ulët (fuqi) - me një tension maksimal të kundërt prej të paktën 300 V, rrymë e përparme prej të paktën 100 mA. Frekuenca e funksionimit - jo më e ulët se disa kHz.

Diodat me frekuencë të ulët të silikonit: KD102 - KD105\D226 dhe të tjera me një tension operativ jo më të ulët se voltazhi i përdorur në një qark specifik.

Sigurisht, pajisjet gjysmëpërçuese që kanë performancë më të lartë dhe shpesh janë më të shtrenjta (të projektuara për një rrymë më të lartë funksionimi, një frekuencë maksimale më të lartë, një tension të kundërt më të lartë, etj.) mund të zëvendësojnë me sukses diodën e rekomanduar në koleksion, një diodë të modelit të vjetëruar.

Kur zëvendësoni diodat zener, para së gjithash duhet t'i kushtoni vëmendje tensionit të stabilizimit. Të gjitha qarqet e grumbullimit përdorin kryesisht dioda zener me fuqi të ulët. Aktualisht, janë në dispozicion një gamë e gjerë diodash të ndryshme zener, të cilat shpesh janë të këmbyeshme pa asnjë rezervë. Siç është përmendur tashmë në një nga seksionet e librit, shih Kapitullin 1, një diodë zener për çdo tension të rritur ose jo standard mund të përbëhet nga dioda të tjera zener të lidhura në seri, ose kombinimi i tyre me një zinxhir germaniumi të anuar përpara dhe (ose) diodat e silikonit.

Çështjet e zëvendësimit të plotë të pajisjeve gjysmëpërçuese diskutohen gjithashtu në Kapitullin 1.

Kur zëvendësoni transistorët, duhet të udhëhiqeni nga sa vijon. Për këto pajisje ekziston edhe një ndarje në tranzistorë silic, germanium, me frekuencë të ulët, me frekuencë të lartë, me fuqi të lartë, me fuqi të ulët etj.

Ky koleksion paraqet më shpesh transistorët më të zakonshëm të prodhuar nga industria për më shumë se 30 vjet, këto janë KT315 - strukturat p-p-p me frekuencë të lartë me fuqi të ulët të silikonit. Antonimet e tyre strukturore janë KT361. Ndër transistorët e silikonit me fuqi të lartë, kjo është struktura p-p-p KT805; germanium me frekuencë të lartë me fuqi të ulët - GT311 (1T311) p-p-p dhe antonimet e tyre struktura p-p-p - GT313 (1T313). Karakteristikat kryesore të këtyre transistorëve janë dhënë më sipër.

Për të gjithë këta transistorë, natyrisht, ekziston një përzgjedhje e madhe e pajisjeve gjysmëpërçuese të tepërta ekuivalente dhe të lidhura, të cilat ndonjëherë ndryshojnë nga prototipi vetëm në emër.

Kriteret kryesore të zëvendësimit janë si më poshtë: tensioni maksimal i funksionimit në kolektorin e tranzistorit, rryma maksimale e kolektorit, fuqia maksimale e shpërndarë në kolektor, frekuenca maksimale e funksionimit, koeficienti i transferimit të rrymës. Më rrallë, për qarqet e paraqitura në koleksion, madhësia e tensionit të mbetur të kolektorit-emiter dhe karakteristikat e zhurmës së transistorit janë të rëndësishme.

Kur zëvendësoni një transistor me një tjetër, asnjë nga këto parametra nuk duhet të nënvlerësohet ose të përkeqësohet. Në të njëjtën kohë, në krahasim me modelet mjaft të lashta të transistorëve, varietetet e tyre moderne kanë veti të zhytura automatikisht dhe evolucionarisht, të cilat dukshëm janë përmirësuar në krahasim me paraardhësit e tyre të largët.

Kështu, për shembull, transistorët e llojit KT315 mund të zëvendësohen me transistorë më të avancuar të tipit KT3102 (tranzistorë silikoni me frekuencë të lartë me zhurmë të ulët), KT645 (tranzistorë më të fuqishëm me frekuencë të lartë të madhësisë së vogël), etj., të cilët kanë padyshim karakteristika më të mira.

Transistorët KT361 mund të zëvendësohen me transistorë të tipit KT3107 (tranzistorë silikoni me frekuencë të lartë me zhurmë të ulët) ose të tjerë të ngjashëm.

Transistorët e fuqishëm të llojit KT805 (2T805), të përdorur në qarqet e grumbullimit kryesisht në fazat e daljes ULF dhe stabilizuesit e tensionit, mund të zëvendësohen pa dëmtuar funksionimin e qarqeve nga analogët, transistorët e serisë KTVxx (2T8xx) të strukturës p-p-p, ku xx është numri serial i zhvillimit. Përjashtim nga kjo seri bëjnë transistorët KT809, KT812, KT826, KT828, KT838, KT839, KT846, KT856, etj.

Duhet të theksohet se nëse gjatë funksionimit tranzistori nxehet dukshëm, kjo do të thotë se mënyra e funksionimit të tij është zgjedhur gabimisht, përdoren rezistorë të vlerësimeve të tjera ose ka një gabim instalimi. Nëse funksionimi i një tranzitori me një rrymë kolektori të rritur parashikohet nga kushtet e funksionimit të një qarku të veçantë, dhe tranzistori nxehet dukshëm, duhet të mendoni për zëvendësimin e këtij elementi me një më të fuqishëm ose marrjen e masave për ta ftohur atë. Në mënyrë tipike, një radiator i thjeshtë ose përdorimi i një tifoz ju lejon të rrisni fuqinë e lejuar të shpërndarë nga një element gjysmëpërçues (tranzistor ose diodë) me 10 ... 15 herë.

Ndonjëherë një pajisje gjysmëpërçuese e fuqishme (diodë ose tranzistor) mund të zëvendësohet nga pajisje me fuqi të ulët të lidhur paralelisht. Megjithatë, kur përfshihet kjo, duhet të merren parasysh sa vijon. Meqenëse gjatë prodhimit të pajisjeve gjysmëpërçuese, madje edhe nga e njëjta grumbull prodhimi, vetitë e tyre ndryshojnë dukshëm, me një lidhje të thjeshtë paralele, ngarkesa në to mund të shpërndahet jashtëzakonisht e pabarabartë, gjë që do të shkaktojë djegie të njëpasnjëshme të këtyre pajisjeve. Për të shpërndarë në mënyrë uniforme rrymat në diodat dhe transistorët e lidhur paralelisht, është e vështirë të përfshihet një rezistencë me një rezistencë prej disa deri në dhjetëra Ohm në seri me diodën ose në qarkun emetues të tranzitorit.

Nëse është e nevojshme të përdoret një diodë gjysmëpërçuese e projektuar për tension të lartë, zëvendësimi mund të bëhet duke lidhur disa dioda të të njëjtit lloj, të dizajnuara për tension të ulët, në seri. Si më parë, për të siguruar shpërndarje uniforme të tensionit të kundërt, i cili është më i rrezikshmi për funksionimin e montimit të diodës, një rezistencë me një rezistencë prej disa qindra kOhms në disa megohm duhet të lidhet paralelisht me secilën prej diodave të montimit. . Natyrisht, skema të ngjashme lidhjesh për transistorët janë gjithashtu të njohura, por ato përdoren rrallë. Në çdo rast, për qarqet e paraqitura në koleksion, zëvendësime të tilla nuk do të kërkohen, pasi të gjitha qarqet janë krijuar kryesisht për furnizim me energji elektrike me tension të ulët.

Kur zëvendësoni transistorët me efekt në terren, situata është shumë më e ndërlikuar. Megjithëse vetë transistorët me efekt në terren u shfaqën në faqet e revistave dhe librave shumë kohë më parë, diapazoni i tyre nuk është aq përfaqësues dhe përhapja e parametrave është më e theksuar. Zëvendësimi i transistorëve me efekt në terren të prodhuar nga jashtë mund të jetë veçanërisht i vështirë. Sa i përket qarqeve të koleksionit, siç u tha më herët, ai përdor vetëm elementët më të arritshëm, përfshirë transistorët me efekt në terren.

Në diagramet e paraqitura në faqet e koleksionit, në mënyrë të përsëritur hasim përdorimin e kapsulave telefonike për një qëllim disi të pazakontë - njëkohësisht si qarqe lëkundëse me frekuencë të ulët dhe emetues zëri. Në thelb, produktet standarde dhe të përdorura gjerësisht përdoren si kapsula të tilla telefonike. Kjo është një kapsulë telefonike e tipit TK-67, e përdorur në aparatet telefonike të prodhuara në vend dhe një kufje e tipit TM-2 (TM-4), e përdorur zakonisht në pajisjet për personat me dëmtim të dëgjimit. Sigurisht, këto kapsula telefonike mund të zëvendësohen nga të tjera vendase ose të huaja që kanë veti të ngjashme, megjithatë, në disa raste, mund të jetë e nevojshme të zgjidhni kapacitetin e kondensatorit (për shembull, nëse kjo kapsulë telefonike ka një oshilator rezonant me frekuencë të ulët qark).

Paga stabile, jete stabile, gjendje stabile. E fundit nuk ka të bëjë me Rusinë, natyrisht :-). Nëse shikoni në një fjalor shpjegues, mund të kuptoni qartë se çfarë është "stabiliteti". Në rreshtat e parë, Yandex më dha menjëherë përcaktimin e kësaj fjale: e qëndrueshme - kjo do të thotë konstante, e qëndrueshme, e pandryshueshme.

Por më shpesh ky term përdoret në elektronikë dhe inxhinieri elektrike. Në elektronikë, vlerat konstante të një parametri janë shumë të rëndësishme. Kjo mund të jetë rryma, tensioni, frekuenca e sinjalit, etj. Devijimi i sinjalit nga çdo parametër i caktuar mund të çojë në funksionimin e gabuar të pajisjes elektronike dhe madje edhe në prishjen e tij. Prandaj, në elektronikë është shumë e rëndësishme që gjithçka të funksionojë në mënyrë të qëndrueshme dhe të mos dështojë.

Në elektronikë dhe inxhinieri elektrike stabilizoni tensionin. Funksionimi i pajisjeve elektronike varet nga vlera e tensionit. Nëse ndryshon poshtë, ose edhe më keq, lart, atëherë pajisja në rastin e parë mund të mos funksionojë siç duhet, dhe në rastin e dytë mund të shpërthejë edhe në flakë.

Për të parandaluar goditjet dhe rëniet e tensionit, të ndryshme Mbrojtësit e mbitensionit. Siç e kuptoni nga fraza, ata janë mësuar stabilizuar Tensioni "duke luajtur".

Diodë Zener ose diodë Zener

Stabilizuesi më i thjeshtë i tensionit në elektronikë është një element radio diodë zener. Ndonjëherë quhet edhe Diodë Zener. Në diagrame, diodat zener përcaktohen diçka si kjo:

Terminali me një "kapak" quhet i njëjtë me atë të një diode - katodë, dhe përfundimi tjetër është anodë.

Diodat Zener duken njësoj si diodat. Në foton më poshtë, në të majtë është një lloj i njohur i diodës moderne zener, dhe në të djathtë është një nga mostrat nga Bashkimi Sovjetik

Nëse shikoni më nga afër diodën zener sovjetike, mund ta shihni vetë këtë përcaktim skematik, duke treguar se ku është katoda e saj dhe ku është anoda e saj.

Tensioni i stabilizimit

Parametri më i rëndësishëm i një diode zener është, natyrisht, tensioni i stabilizimit. Cili është ky parametër?

Le të marrim një gotë dhe ta mbushim me ujë...

Sado ujë të hedhim në një gotë, teprica e tij do të derdhet nga gota. Unë mendoj se kjo është e kuptueshme për një parashkollor.

Tani për analogji me elektronikën. Xhami është një diodë zener. Niveli i ujit në një gotë plot deri në buzë është tensioni i stabilizimit Diodë Zener. Imagjinoni një enë të madhe me ujë pranë një gote. Thjesht do të mbushim gotën tonë me ujë nga ena, por nuk guxojmë ta prekim enë. Ekziston vetëm një mundësi - derdhni ujë nga një enë duke shpuar një vrimë në vetë enë. Nëse ena do të ishte më e vogël në lartësi se gota, atëherë nuk do të mund të hidhnim ujë në gotë. Për ta shpjeguar në terma elektronikë, kana ka një "tension" më të madh se "tensioni" i xhamit.

Pra, të dashur lexues, i gjithë parimi i funksionimit të një diode zener përmbahet në xhami. Pavarësisht se çfarë rryme derdhim mbi të (epo, natyrisht, brenda arsyes, përndryshe gota do të largohet dhe do të thyhet), gota do të jetë gjithmonë plot. Por është e nevojshme të derdhet nga lart. Kjo do të thotë, Tensioni që aplikojmë në diodën zener duhet të jetë më i lartë se tensioni i stabilizimit të diodës zener.

Shënimi i diodës Zener

Për të zbuluar tensionin e stabilizimit të diodës zener sovjetike, na duhet një libër referimi. Për shembull, në foton më poshtë është një diodë zener sovjetike D814V:

Ne kërkojmë parametra për të në drejtoritë në internet në internet. Siç mund ta shihni, voltazhi i tij i stabilizimit në temperaturën e dhomës është afërsisht 10 volt.

Diodat e huaja zener shënohen më lehtë. Nëse shikoni nga afër, mund të shihni një mbishkrim të thjeshtë:

5V1 - kjo do të thotë se tensioni i stabilizimit të kësaj diode zener është 5.1 volt. Shumë më e lehtë, apo jo?

Katoda e diodave të huaja zener shënohet kryesisht me një shirit të zi

Si të kontrolloni diodën zener

Si të kontrolloni diodën zener? Po, ashtu si! Ju mund të shihni se si të kontrolloni diodën në këtë artikull. Le të kontrollojmë diodën tonë zener. Ne e vendosim atë në vazhdimësi dhe lidhim sondën e kuqe në anodë, dhe sondën e zezë në katodë. Multimetri duhet të tregojë një rënie të tensionit përpara.

Ne ndërrojmë sondat dhe shohim një. Kjo do të thotë që dioda jonë zener është në gatishmëri të plotë luftarake.

Epo, është koha për eksperimente. Në qarqet, një diodë zener është e lidhur në seri me një rezistencë:

Ku Uin – tensioni i hyrjes, Uout.st. – Tensioni i stabilizuar i daljes

Nëse shikojmë nga afër diagramin, nuk marrim asgjë më shumë se një ndarës tensioni. Gjithçka këtu është elementare dhe e thjeshtë:

Uin=Uout.stab +Uresistor

Ose me fjalë: voltazhi i hyrjes është i barabartë me shumën e tensioneve në diodën zener dhe rezistencën.

Kjo skemë quhet stabilizues parametrik në një diodë zener. Llogaritja e këtij stabilizuesi është përtej qëllimit të këtij artikulli, por nëse dikush është i interesuar, ta google ;-)

Pra, le të bashkojmë qarkun. Ne morëm një rezistencë me një vlerë nominale 1.5 Kilohms dhe një diodë zener me një tension stabilizimi prej 5.1 volt. Në të majtë lidhim furnizimin me energji elektrike, dhe në të djathtë matim tensionin që rezulton me një multimetër:

Tani ne monitorojmë me kujdes leximet e multimetrit dhe furnizimit me energji elektrike:

Ndaj, ndërsa gjithçka është e qartë, le të shtojmë më shumë tension... Oops! Tensioni ynë i hyrjes është 5,5 volt, dhe tensioni ynë i daljes është 5,13 volt! Meqenëse voltazhi i stabilizimit të diodës zener është 5.1 volt, siç mund ta shohim, ai stabilizohet në mënyrë të përsosur.

Le të shtojmë edhe disa volt. Tensioni i hyrjes është 9 volt, dhe dioda zener është 5.17 volt! E mahnitshme!

Shtojmë gjithashtu... Tensioni i hyrjes është 20 Volt, dhe dalja, sikur të mos kishte ndodhur asgjë, është 5.2 Volt! 0.1 Volt është një gabim shumë i vogël, madje mund të neglizhohet në disa raste.

Karakteristikë volt-amper e një diode zener

Unë mendoj se nuk do të dëmtonte të merrte parasysh karakteristikën e tensionit aktual (VAC) të diodës zener. Duket diçka si kjo:

Ku

Ipr– rryma e përparme, A

Upr- Tensioni përpara, V

Këta dy parametra nuk përdoren në diodën zener

Uarr- Tensioni i kundërt, V

Ust- Tensioni i vlerësuar i stabilizimit, V

Ist– rryma e vlerësuar e stabilizimit, A

Nominal nënkupton një parametër normal në të cilin është i mundur funksionimi afatgjatë i elementit radio.

Imax– Rryma maksimale e diodës zener, A

Immin– Rryma minimale e diodës zener, A

Ist, Imax, Imin – Kjo është rryma që rrjedh nëpër diodën zener kur ajo është në punë.

Meqenëse dioda zener funksionon në polaritet të kundërt, ndryshe nga një diodë (dioda zener është e lidhur me katodën në plus, dhe dioda me katodën në minus), atëherë zona e punës do të jetë saktësisht ajo e shënuar me drejtkëndëshin e kuq. .

Siç mund ta shohim, në një voltazh Urev grafiku ynë fillon të bjerë poshtë. Në këtë kohë, një gjë kaq interesante si një avari ndodh në diodën zener. Me pak fjalë, ai nuk mund të rrisë më tensionin në vetvete, dhe në këtë kohë rryma në diodën zener fillon të rritet. Gjëja më e rëndësishme është të mos e teproni me rrymën, më shumë se Imax, përndryshe dioda zener do të dëmtohet. Mënyra më e mirë e funksionimit të diodës zener konsiderohet të jetë mënyra në të cilën rryma përmes diodës zener është diku në mes midis vlerave të saj maksimale dhe minimale. Kjo është ajo që do të shfaqet në grafik pikë operimi mënyra e funksionimit të diodës zener (e shënuar me një rreth të kuq).

konkluzioni

Më parë, në kohën e pjesëve të pakta dhe fillimit të lulëzimit të elektronikës, një diodë zener përdorej shpesh, çuditërisht, për të stabilizuar tensionin e daljes. Në librat e vjetër sovjetikë për elektronikën, mund të shihni këtë seksion të qarkut të furnizimeve të ndryshme të energjisë:

Në të majtë, në kornizën e kuqe, shënova një pjesë të qarkut të furnizimit me energji elektrike që është e njohur për ju. Këtu marrim tensionin DC nga voltazhi AC. Në të djathtë, në kornizën e gjelbër, është diagrami i stabilizimit ;-).

Aktualisht, stabilizuesit e tensionit me tre terminale (të integruar) po zëvendësojnë stabilizuesit e bazuar në diodat zener, pasi ato stabilizojnë tensionin shumë herë më mirë dhe kanë shpërndarje të mirë të energjisë.

Në Ali mund të merrni menjëherë një grup të tërë diodash zener, duke filluar nga 3.3 volt në 30 volt. Zgjidhni sipas shijes dhe ngjyrës tuaj.

Diodat Zener (diodat Zener, diodat Z) janë krijuar për të stabilizuar tensionin dhe mënyrat e funksionimit të komponentëve të ndryshëm të pajisjeve elektronike. Parimi i funksionimit të diodës zener bazohet në fenomenin e zbërthimit të Zenerit të n-bashkimit. Ky lloj prishjeje elektrike ndodh në kryqëzimet gjysmëpërçuese me anim të kundërt kur voltazhi rritet mbi një nivel të caktuar kritik. Përveç prishjes së Zenerit, prishja e ortekëve është e njohur dhe përdoret për të stabilizuar tensionin. Varësitë tipike të rrymës përmes një pajisjeje gjysmëpërçuese (diodë zener) nga madhësia e tensionit të aplikuar përpara ose të kundërt (karakteristikat volt-amper, karakteristikat e rrymës-tensionit) tregohen në Fig. 1.1.

Degët e përparme të karakteristikave të tensionit aktual të diodave të ndryshme zener janë pothuajse identike (Fig. 1.1), dhe dega e kundërt ka karakteristika individuale për çdo lloj diodë zener. Këto parametra: tensioni i stabilizimit; rryma minimale dhe maksimale e stabilizimit; këndi i prirjes së karakteristikës së tensionit aktual, që karakterizon vlerën e rezistencës dinamike të diodës zener ("cilësia" e saj);

shpërndarja maksimale e fuqisë; koeficienti i temperaturës së tensionit të stabilizimit (TKN) - përdoret për llogaritjet e qarkut.

Një qark tipik i lidhjes me diodë zener është paraqitur në Fig. 1.2. Vlera e rezistencës së amortizimit R1 (në kOhm) llogaritet me formulën:

Për të stabilizuar tensionin AC ose për të kufizuar në mënyrë simetrike amplituda e tij në nivelin UCT, përdoren dioda simetrike zener (Fig. 1.3), për shembull, lloji KS 175. Dioda të tilla zener mund të përdoren për të stabilizuar tensionin DC, duke i ndezur ato pa vëzhguar polaritetin . Ju mund të merrni një diodë zener "simetrike" nga dy "asimetrike" duke i lidhur ato prapa me shpinë sipas qarkut të treguar në Fig. 1.4.

Diodat zener gjysmëpërçuese të prodhuara në mënyrë industriale ju lejojnë të stabilizoni tensionin në një gamë të gjerë: nga 3.3 në 180 V. Kështu, ka dioda zener që ju lejojnë të stabilizoni tensionet e ulëta: 3.3; 3.9; 4.7; 5.6 V është KS133, KS139, KS147, KS156, etj. Nëse është e nevojshme të merrni një tension stabilizimi jo standard, për shembull, 6.6 V, mund të lidhni dy dioda zener KS133 në seri. Për tre dioda të tilla zener, voltazhi i stabilizimit do të jetë 9,9 V. Për një tension stabilizimi prej 8,0 V, mund të përdorni një kombinim të diodave zener KS133 dhe KS147 (d.m.th. 3,3 + 4,7 V) ose një diodë zener KS175 dhe një diodë silikoni ( KD503) - në drejtimin përpara (d.m.th. 7,5 + 0,5 V).

Në situatat kur është e nevojshme të merret një tension i qëndrueshëm prej më pak se 2...3 V, përdoren stabistorë - dioda gjysmëpërçuese që veprojnë në degën e drejtpërdrejtë të karakteristikës së tensionit aktual (Fig. 1.1).

Vini re se në vend të stabilizuesve, mund të përdoren me sukses germanium konvencional (Ge), silic (Si), selen (Se), arsenid galium (GaAs) dhe dioda të tjera gjysmëpërçuese (Fig. 1.5). Tensioni i stabilizimit, në varësi të rrymës që rrjedh nëpër diodë, do të jetë: për diodat e germaniumit - 0,15...0,3 b; për silikon - 0,5...0,7 V.

Veçanërisht interesant është përdorimi i diodave që lëshojnë dritë për stabilizimin e tensionit (Fig. 1.6) [R 11/83-40].

LED-të mund të kryejnë dy funksione njëkohësisht: me shkëlqimin e tyre, tregojnë praninë e tensionit dhe stabilizojnë vlerën e tij në nivelin 1,5...2,2 V. Tensioni i stabilizimit të LED-ve UCT mund të përcaktohet me formulën e përafërt: L/Cr=1236 /L. (B), ku X është gjatësia e valës së rrezatimit LED në nm [Рл 4/98-32].

Për të stabilizuar tensionin, mund të përdoret dega e kundërt e karakteristikës së tensionit aktual të pajisjeve gjysmëpërçuese (dioda dhe transistorë), të cilat nuk janë të destinuara posaçërisht për këto qëllime (Fig. 1.7, 1.8, dhe gjithashtu Fig. 20.7). Ky tension (tensioni i prishjes së ortekëve) zakonisht kalon 7 V dhe nuk është shumë i përsëritshëm edhe për pajisjet gjysmëpërçuese të të njëjtit lloj. Për të shmangur dëmtimin termik të pajisjeve gjysmëpërçuese gjatë një mënyre kaq të pazakontë funksionimi, rryma përmes tyre nuk duhet të kalojë fraksionet e një miliamper. Kështu, për diodat D219, D220, voltazhi i prishjes (tensioni i stabilizimit) mund të jetë në intervalin nga 120 në 180 V [P 9/74-62; R 10/76-46; R 12/89-65].

Për të stabilizuar tensionet e ulëta, përdoren qarqet e paraqitura në Fig. 1,9 - 1,12. Qarku (Fig. 1.9) [Goroshkov B.I.] përdor një lidhje paralele "diodë" të dy transistorëve silikoni. Tensioni i stabilizimit të këtij qarku është 0.65...0.7 V për transistorët e silikonit dhe rreth 0.3 V për transistorët e germaniumit. Rezistenca e brendshme e një analoge të tillë stabistor nuk kalon 5 ... 10 Ohms me një koeficient stabilizimi deri në 1000 ... 5000. Megjithatë, kur temperatura e ambientit ndryshon, paqëndrueshmëria e tensionit të daljes së qarkut është rreth 2 mV për shkallë.

Në diagramin në Fig. 1,10 [R 6/69-60; VRYA 84-9] përdori lidhjen sekuenciale të transistorëve të germaniumit dhe silikonit. Rryma e ngarkesës së këtij analogu të një diode zener mund të jetë 0.02 ... 10 mA. Pajisjet e paraqitura në Fig. 1.11 dhe 1.12 [Рл 1/94-33], përdorni lidhjen e pasme të transistorëve të strukturave p-p-p dhe p-p-p dhe ndryshojnë vetëm në atë që për të rritur tensionin e daljes në një nga qarqet, një diodë silikoni lidhet midis bazat e tranzistorëve (një ose disa). Rryma e stabilizimit të analogëve të diodës zener (Fig. 1.11, 1.12) mund të jetë në rangun prej 0.1...100 mA, rezistenca diferenciale në seksionin e punës të karakteristikës së tensionit aktual nuk kalon 15 Ohm.

Tensionet e ulëta mund të stabilizohen gjithashtu duke përdorur transistorë me efekt në terren (Fig. 1.13, 1.14). Koeficienti i stabilizimit të qarqeve të tilla është shumë i lartë: për një qark me një transistor (Fig. 1.13) ai arrin 300 me një tension furnizimi prej 5... 15 V, për një qark me dy tranzistor (Fig. 1.14) nën të njëjtën kushtëzon që tejkalon 1000 [P 10/95-55]. Rezistenca e brendshme e këtyre analogëve të diodës zener është përkatësisht 30 Ohms dhe 5 Ohms.

Një stabilizues i tensionit mund të merret duke përdorur një analog dinstor si një diodë zener (Fig. 1.15, shih gjithashtu Kapitullin 2) [Goroshkov B.I.].

Për të stabilizuar tensionet në rryma të larta në ngarkesë, përdoren qarqe më komplekse, të paraqitura në Fig. 1,16 - 1,18 [R 9/89-88, R 12/89-65]. Për të rritur rrymën e ngarkesës, është e nevojshme të përdorni tranzistorë të fuqishëm të instaluar në lavamanët e nxehtësisë.

Në Fig. 1.19 [Goroshkov B.I.].

Llojet e diodave zener dhe analogët e tyre të diskutuar më parë nuk lejojnë rregullimin e qetë të tensionit të stabilizimit. Për të zgjidhur këtë problem, përdoren qarqe të stabilizatorëve paralelë të rregullueshëm, të ngjashëm me diodat zener (Fig. 1.20, 1.21).

Një analog i një diode zener (Fig. 1.20) ju lejon të ndryshoni pa probleme tensionin e daljes në intervalin nga 2.1 në 20 V [R 9/86-32]. Rezistenca dinamike e një "diode zener" të tillë në një rrymë ngarkese deri në 5 mA është 20 ... 50 Ohms. Stabiliteti i temperaturës është i ulët (-3x10"3 1/°C).

Analogu i tensionit të ulët i diodës zener (Fig. 1.21) ju lejon të vendosni çdo tension të daljes në intervalin nga 1.3 në 5 V. Tensioni i stabilizimit përcaktohet nga raporti i rezistorëve R1 dhe R2. Rezistenca e daljes së një stabilizuesi të tillë paralel në një tension prej 3.8 V është afër 1 Ohm. Rryma e daljes përcaktohet nga parametrat e transistorit të daljes dhe për KT315 mund të arrijë 50 ... 100 mA.

Qarqet origjinale për marrjen e një tensioni të qëndrueshëm të daljes janë paraqitur në Fig. 1.22 dhe 1.23. Pajisja (Fig. 1.22) është një analog i diodës zener simetrike [E 9/91]. Për një stabilizues me tension të ulët (Fig. 1.23), faktori i stabilizimit të tensionit është 10, rryma e daljes nuk kalon 5 mA dhe rezistenca e daljes varion nga 1 në 20 Ohms.

Një analog i një diode zener të tipit diferencial të tensionit të ulët në Fig. 1.24 ka rritur stabilitetin [P 6/69-60]. Tensioni i tij i daljes varet pak nga temperatura dhe përcaktohet nga ndryshimi në tensionet e stabilizimit të dy diodave zener. Rritja e qëndrueshmërisë së temperaturës shpjegohet me faktin se kur ndryshon temperatura, voltazhi në të dy diodat zener ndryshon njëkohësisht dhe në përmasa të ngushta.

Literatura: Shustov M.A. Dizajni praktik i qarkut (Libri 1), 2003

Një diodë zener është një diodë gjysmëpërçuese me veti unike. Nëse një gjysmëpërçues i zakonshëm, kur ndizet përsëri, është një izolant, atëherë ai e kryen këtë funksion deri në një rritje të caktuar të tensionit të aplikuar, pas së cilës ndodh një prishje e kthyeshme në formë orteku. Me një rritje të mëtejshme të rrymës së kundërt që rrjedh nëpër diodën zener, voltazhi vazhdon të mbetet konstant për shkak të një rënie proporcionale të rezistencës. Në këtë mënyrë është e mundur të arrihet një regjim stabilizimi.

Në gjendje të mbyllur, një rrymë e vogël rrjedhje fillimisht kalon përmes diodës zener. Elementi sillet si një rezistencë, vlera e së cilës është e lartë. Gjatë prishjes, rezistenca e diodës zener bëhet e parëndësishme. Nëse vazhdoni të rrisni tensionin në hyrje, elementi fillon të nxehet dhe kur rryma tejkalon vlerën e lejuar, ndodh një prishje termike e pakthyeshme. Nëse çështja nuk është sjellë në këtë pikë, kur voltazhi ndryshon nga zero në kufirin e sipërm të zonës së punës, vetitë e diodës zener ruhen.

Kur një diodë zener ndizet drejtpërdrejt, karakteristikat nuk ndryshojnë nga një diodë. Kur plusi është i lidhur me rajonin p dhe minusi me rajonin n, rezistenca e kryqëzimit është e ulët dhe rryma rrjedh lirshëm nëpër të. Ajo rritet me rritjen e tensionit të hyrjes.

Një diodë zener është një diodë e veçantë, e lidhur kryesisht në drejtim të kundërt. Elementi fillimisht është në gjendje të mbyllur. Kur ndodh një avari elektrike, dioda zener e tensionit e mban atë konstante në një gamë të gjerë të rrymës.

Minus zbatohet në anodë, dhe plus aplikohet në katodë. Përtej stabilizimit (nën pikën 2), ndodh mbinxehja dhe gjasat e dështimit të elementit rriten.

Karakteristikat

Parametrat e diodave zener janë si më poshtë:

• U st - tensioni i stabilizimit në rrymën nominale I st;
• Ist min - rryma minimale e fillimit të prishjes elektrike;
• Ist max - rryma maksimale e lejuar;
• TKN - koeficienti i temperaturës.

Ndryshe nga një diodë konvencionale, një diodë zener është një pajisje gjysmëpërçuese në të cilën zonat e prishjes elektrike dhe termike janë të vendosura mjaft larg nga njëra-tjetra në karakteristikën e tensionit aktual.

I lidhur me rrymën maksimale të lejueshme është një parametër i treguar shpesh në tabela - shpërndarja e energjisë:

P max = I st max ∙ U st.

Varësia e funksionimit të diodës zener nga temperatura mund të jetë pozitive ose negative. Duke lidhur elementë në seri me koeficientë të shenjave të ndryshme, krijohen dioda zener precize që janë të pavarura nga ngrohja ose ftohja.

Skemat e lidhjes

Një qark tipik i një stabilizuesi të thjeshtë përbëhet nga një rezistencë ballast Rb dhe një diodë zener që largon ngarkesën.

Në disa raste, stabilizimi është i ndërprerë.

1. Furnizimi i një tensioni të lartë në stabilizues nga burimi i energjisë me një kondensator filtri në dalje. Rritjet e rrymës gjatë karikimit mund të shkaktojnë dështim të diodës zener ose shkatërrim të rezistencës Rb.
2. Hedhja e ngarkesës. Kur voltazhi maksimal aplikohet në hyrje, rryma e diodës zener mund të kalojë vlerën e lejuar, gjë që do të çojë në ngrohjen dhe shkatërrimin e saj. Këtu është e rëndësishme të respektoni zonën e punës të sigurt të pasaportës.
3. Rezistenca R b zgjidhet e vogël në mënyrë që në vlerën minimale të mundshme të tensionit të furnizimit dhe rrymës maksimale të lejueshme në ngarkesë, dioda zener të jetë në zonën e kontrollit të funksionimit.

Për të mbrojtur stabilizuesin, qarqet mbrojtëse të tiristorit ose

Rezistenca R b llogaritet me formulën:

R b = (U gropë - U nom)(I st + I n).

Rryma e diodës Zener I st zgjidhet midis vlerave maksimale dhe minimale të lejueshme, në varësi të tensionit të hyrjes U furnizimit dhe rrymës së ngarkesës I n.

Zgjedhja e diodave zener

Elementet kanë një përhapje të madhe në tensionin e stabilizimit. Për të marrë vlerën e saktë të U n, diodat zener zgjidhen nga e njëjta grumbull. Ka lloje me një gamë më të ngushtë parametrash. Për shpërndarje të lartë të fuqisë, elementët janë instaluar në radiatorë.

Për të llogaritur parametrat e një diodë zener, kërkohen të dhëna fillestare, për shembull, sa vijon:

• Furnizimi U = 12-15 V - tensioni i hyrjes;
• U st = 9 V - tension i stabilizuar;

Parametrat janë tipikë për pajisjet me konsum të ulët të energjisë.

Për një tension minimal të hyrjes prej 12 V, rryma e ngarkesës zgjidhet në maksimum - 100 mA. Duke përdorur ligjin e Ohm-it, mund të gjeni ngarkesën totale të qarkut:

R∑ = 12 V / 0,1 A = 120 Ohm.

Rënia e tensionit në diodën zener është 9 V. Për një rrymë prej 0,1 A, ngarkesa ekuivalente do të jetë:

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

Tani mund të përcaktoni rezistencën e çakëllit:

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

Përzgjidhet nga seria standarde, ku vlera përkon me atë të llogaritur.

Rryma maksimale përmes diodës zener përcaktohet duke marrë parasysh shkëputjen e ngarkesës, në mënyrë që të mos dështojë nëse ndonjë tel nuk është i bashkuar. Rënia e tensionit në të gjithë rezistencën do të jetë:

U R = 15 - 9 = 6 V.

Pastaj përcaktohet rryma përmes rezistencës:

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

Meqenëse dioda zener është e lidhur në seri, I c = I R = 0,2 A.

Fuqia e shpërndarjes do të jetë P = 0,2∙9 = 1,8 W.

Bazuar në parametrat e marrë, zgjidhet një diodë zener e përshtatshme D815V.

Diodë simetrike Zener

Një tiristor diodë simetrik është një pajisje komutuese që kryen rrymë alternative. Një tipar i funksionimit të tij është rënia e tensionit në disa volt kur ndizet në intervalin 30-50 V. Mund të zëvendësohet nga dy dioda zener konvencionale të njëpasnjëshme. Pajisjet përdoren si elementë komutues.

Analog i diodës Zener

Kur nuk është e mundur të zgjidhni një element të përshtatshëm, përdoret një analog i një diodë zener në transistorë. Avantazhi i tyre është aftësia për të rregulluar tensionin. Për këtë qëllim mund të përdoren përforcues DC me disa faza.

Një ndarës i tensionit me R1 është instaluar në hyrje. Nëse tensioni i hyrjes rritet, në bazën e transistorit VT1 rritet gjithashtu. Në të njëjtën kohë, rryma përmes transistorit VT2 rritet, gjë që kompenson rritjen e tensionit, duke e mbajtur kështu atë të qëndrueshme në dalje.

Shënimi i diodës Zener

Prodhohen dioda zener qelqi dhe dioda zener në kuti plastike. Në rastin e parë, 2 numra aplikohen për to, midis të cilave ndodhet shkronja V. Mbishkrimi 9V1 do të thotë se U st = 9.1 V.

Mbishkrimet në kutinë plastike deshifrohen duke përdorur një fletë të dhënash, ku mund të zbuloni edhe parametra të tjerë.

Unaza e errët në trup tregon katodën me të cilën është lidhur plusi.

konkluzioni

Një diodë zener është një diodë me veti të veçanta. Avantazhi i diodave zener është një nivel i lartë i stabilizimit të tensionit mbi një gamë të gjerë ndryshimesh të rrymës së funksionimit, si dhe diagrame të thjeshta lidhjeje. Për të stabilizuar tensionin e ulët, pajisjet ndizen në drejtimin përpara dhe ato fillojnë të punojnë si dioda të zakonshme.

LEXUESIT SUGJERON-

ANALOG ~ I FUQYSHËM

Për të stabilizuar tensionin e furnizimit të ngarkesës, ata shpesh përdorin stabilizuesin më të thjeshtë parametrik (Fig. 1), në të cilin energjia nga ndreqësi furnizohet përmes një rezistence çakëll, dhe një diodë zener është e lidhur paralelisht me ngarkesën.

Një stabilizues i tillë funksionon kur rrymat e ngarkesës nuk e kalojnë rrymën maksimale të stabilizimit për një stabilizues të caktuar. Dhe nëse rryma e ngarkesës është dukshëm më e lartë, ata përdorin një diodë zener më të fuqishme, për shembull, serinë D815, e cila lejon një kufi stabilizimi prej 1... 1.4 A (D815A).

Nëse një diodë e tillë zener nuk është e disponueshme, do të funksionojë një diodë me fuqi të ulët, por ajo duhet të përdoret së bashku me një transistor të fuqishëm, siç tregohet në Fig. 2. Rezultati është një analog i një diode të fuqishme zener, duke siguruar një tension mjaft të qëndrueshëm në të gjithë ngarkesën edhe me një rrymë prej 2 A, megjithëse rryma maksimale e stabilizimit të stabilizatorit KS147A e treguar në diagram është 58 mA.

Analogu funksionon si kjo. Për sa kohë që tensioni i furnizimit që vjen nga ndreqësi është më i vogël se voltazhi i prishjes së diodës zener, transistori është i mbyllur, rryma përmes analogut është e parëndësishme (dega e drejtpërdrejtë horizontale e karakteristikës së volt-amperit të analogut të treguar në Fig. 3), ndërsa tensioni i furnizimit rritet, dioda zener depërton, rryma fillon të rrjedhë nëpër të dhe transistori hapet pak (izog-.

diodë zener

arrë pjesë e karakteristikës). Një rritje e mëtejshme e tensionit të furnizimit çon në një rritje të mprehtë të rrymës përmes diodës zener dhe tranzistorit, dhe për rrjedhojë në stabilizimin e tensionit të daljes në një vlerë të caktuar (dega vertikale e karakteristikës), si në një stabilizues parametrik konvencional.

Efekti i stabilizimit arrihet për shkak të faktit se në modalitetin e prishjes dioda zener ka një rezistencë të ulët diferenciale dhe reagime të thella negative kryhen nga kolektori i tranzitorit në bazën e tij. Prandaj, ndërsa tensioni i daljes zvogëlohet, rryma përmes diodës zener dhe bazës së tranzistorit do të ulet, gjë që do të çojë në një rënie dukshëm më të madhe (me disa herë).

rryma e kolektorit, që nënkupton një rritje të tensionit të daljes. Kur rritet tensioni i daljes, do të vërehet procesi i kundërt -

Vlera e tensionit të stabilizuar të daljes përcaktohet duke përmbledhur tensionin e stabilizimit të diodës zener me tensionin e kryqëzimit të emetuesit të tranzistorit të hapur (^0.7 V për një tranzistor silikoni dhe 0.3 V për një tranzistor germanium). Rryma maksimale e stabilizimit të analogut do të jetë pothuajse herë më e lartë se e njëjta

parametri i diodës zener të përdorur. Prandaj, shpërndarja e fuqisë në tranzistor do të jetë po aq herë më e madhe se fuqia në diodën zener.

Nga marrëdhëniet e mësipërme është e lehtë të konkludohet se koeficienti statik i transmetimit të një transistori të fuqishëm duhet të jetë jo më pak se koeficienti i konsumit maksimal të rrymës së ngarkesës, i ndarë me rrymën maksimale të stabilizimit të diodës zener. Rryma maksimale e lejuar e kolektorit e tranzistorit dhe voltazhi midis kolektorit dhe emetuesit duhet të tejkalojnë përkatësisht rrymën e specifikuar të stabilizimit analog dhe tensionin e daljes.

Kur përdorni një transistor të strukturës pnp, ai duhet të lidhet në përputhje me atë të treguar në Fig. 4 skema. Në këtë mishërim, transistori mund të montohet drejtpërdrejt në shasinë e strukturës me energji, dhe pjesët e mbetura të analogut mund të montohen në terminalet e tranzitorit.

Për të reduktuar valëzimin e tensionit të daljes dhe për të zvogëluar rezistencën diferenciale të analogut, një kondensator oksidi me kapacitet 100.. 500 μF mund të lidhet paralelisht me terminalet e diodës zener.

Si përfundim, pak për koeficientin e tensionit të temperaturës (TCV) të analogut. Kur përdorni dioda zener precize të serive D818, KS191, analogu TKN do të jetë dukshëm më i keq se dioda zener TKN. Nëse përdoret një diodë zener me një tension stabilizimi prej më shumë se 16 V, TKN e analogut do të jetë afërsisht e barabartë me TKN e diodës zener, dhe me diodat zener D808 - D814 TKN e analogut do të përmirësohet.

I. KURSKY

NGA REDAKTORI. Artikulli i I. Kursky nuk shtron pyetjen e zgjedhjes së një rezistence çakëlli, duke pasur parasysh se tashmë keni një qark stabilizues parametrik dhe thjesht duhet të zgjidhni një diodë të fuqishme zener. Nëse nuk ka një qark të tillë, përdorni rekomandimet për llogaritjen e rezistencës së çakëllit të dhëna në artikullin e V. Krylov "Stabilizues i thjeshtë i tensionit" në Radio, 1977, Nr. 9, f. 53, 54