СТАБИЛИТРОН И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Стабилитрон - это тоже диод, кремниевый, но предназначен он не для выпрямления переменного тока, хотя и может выполнять такую функцию, а для стабилизации, т. е. поддержания постоянства напряжения в цепях питания радиоэлектронной аппаратуры. Внешний вид одной из конструкций наиболее распространенных среди радиолюбителей стабилитронов и его графическое обозначение показаны на рис. 81.

По устройству и принципу работы кремниевые стабилитроны широкого применения аналогичны плоскостным выпрямительным диодам. Но работает стабилитрон не на прямом, как выпрямительные или высокочастотные диоды, а на том участке обратной ветви вольт-амперной характеристики, где незначительное обратное напряжение вызывает значительное увеличение обратного тока через прибор. Разобраться в сущности действия стабилитрона тебе поможет его вольт-амперная характеристика, показанная на рис. 82, а. Здесь (как и на рис. 75) по горизонтальной оси отложены в некотором масштабе обратное напряжение Uобp, а по вертикальной оси вниз - обратный ток Iобp. Напряжение на стабилитрон подают в обратной полярности, т.е. включают так, чтобы его анод был соединен с отрицательным полюсом источника питания. При таком включении через стабилитрон течет обратный ток Iобp. По мере увеличения обратного напряжения обратный ток растет очень медленно-характеристика идет почти параллельно оси Uобp.

Рис. 81. Стабилитрон и его графическое обозначение на схемах

Рис. 82. Вольт-амперная характеристика стабилитрона (а) и схема параметрического стабилизатора напряжения (б)

Но при некотором напряжении Uобр (на рис. 82, а - около 8 В) р-n переход стабилитрона пробивается и через него начинает течь значительный обратный ток. Теперь вольт-амперная характеристика резко поворачивает и идет вниз почти параллельно оси Iобр. Этот участок и является для стабилитрона рабочим. Пробой же р-n перехода не ведет к порче прибора, если ток через него не превышает некоторого допустимого значения.

На рис. 82,б приведена схема возможного практического применения стабилитрона. Это так называемый параметрический стабилизатор напряжения. При таком включении через стабилизатор V течет обратный ток Iобр, создающийся источником питания, напряжение которого может изменяться в значительных пределах. Под действием этого напряжения ток Iобр, текущий через стабилитрон, тоже изменяется, а напряжение на нем, а значит, и на подключенной к нему нагрузке RH остается практически неизменным - стабильным. Резистор R ограничивает максимально допустимый ток, текущий через стабилитрон.

Со стабилизаторами напряжения тебе неоднократно придется иметь дело на практике.

Вот наиболее важные параметры стабилитрона: напряжение стабилизации Uст, ток стабилизации Iст, минимальный ток стабилизации Iст min и максимальный ток стабилизации Iст max. Параметр Uст - это то напряжение, которое создается между выводами стабилизатора в рабочем режиме. Наша промышленность выпускает кремниевые стабилитроны на напряжение стабилизации от нескольких вольт до 180 В. Минимальный ток стабилизации Iст min - это наименьший ток через прибор, при котором начинается устойчивая работа в режиме пробоя (на рис. 82, а - штриховая линия Iст min); с уменьшением этого тока прибор перестает стабилизировать напряжение. Максимально допустимый ток стабилизации Iст max - это наибольший ток через прибор (не путай с током, текущим в цепи, питающейся от стабилизатора напряжения), при котором температура его р-n перехода не превышает допустимой (на рис. 82, а - штриховая линия Iст max). Превышение тока Iст max ведет к тепловому пробою р-n перехода и, естественно, к выходу прибора из строя.

Основные параметры некоторых стабилитронов, наиболее часто используемых в радиолюбительских конструкциях, приведены в приложении 3. В сетевом блоке питания, например, о котором я буду рассказывать в восьмой беседе, будет использован стабилитрон Д813. Напряжение его стабилизации (при Iст = 5 мА) может быть от 11,5 до 14 В, Iст min = 3 мА, Iст max = 20 мА, максимальная рассеиваемая мощность Рmax(Uст•Iст max) - 280 мВт.

Перейдем к транзисторам.