12 Параметрический стабилизатор напряжения.

К ачество работы электронной схемы в значительной степени определяется стабильностью источников питания. Напряжение питания должно оставаться постоянным при колебаниях напряжения и частоты сети, изменениях нагрузки, а также при колебаниях температуры, влажности и давления окружающей среды и т. д. Для обеспечения постоянства напряжения на сопротивлении нагрузки применяют стабилизаторы напряжения. Для этого между выпрямителем и сопротивлением нагрузки (при стабилизации постоянного напряжения) включают стабилизатор напряжения. При стабилизации переменного напряжения стабилизатор включают между источником переменного тока и выпрямителем. Существующие стабилизаторы могут быть разделены на два класса: параметрические и компенсационные. В параметрических стабилизаторах напряжения стабилизация основана на нелинейной зависимости между током и напряжением, благодаря чему напряжение остается постоянным при изменении тока в некотором диапазоне его значений. Наибольшее распространение получили стабилизаторы постоянного напряжения. Основные их преимущества – простота конструкций, небольшое количество элементов и высокая надежность, а недостатки – низкие коэффициент стабилизации (менее 25) и КПД, малые токи стабилизации, а также узкий и нерегулируемый диапазон стабилизируемого напряжения.

П ростейшая схема параметрического стабилизатора напряжения, выполненного на стабилитроне, приведена на рисунке 1. Схема содержит балластное (ограничительное) сопротивление R_б (это сопротивление является функционально необходимым элементом), сопротивление нагрузки R_н и полупроводниковый стабилитрон VD. Нагрузка подключена параллельно стабилитрону. Поэтому в режиме стабилизации, когда напряжение на стабилитроне почти постоянным, такое же и напряжение будет и на нагрузке. Все изменения напряжения источника при его нестабильности почти полностью поглощаются балластным сопротивлением. Принцип действия параметрического стабилизатора постоянного напряжения поясняется путем совместного анализа ВАХ стабилитрона и балластного сопротивления, представленных на рисунке 2. Входное постоянное напряжение схемы равно U_вх1, а ток стабилитрона составляет I_ст1. Для упрощение предположим, что нагрузка отключена (R_н = ∞). Тогда выражение, аналитически описывающее положение балластного сопротивления R_б (линия 1), запишется следующим образом: U_вх1 = U_вых1 + I_ст1R_б. Если входное напряжение увеличится на величину U_вх и станет равным U_вх2, то характеристика балластного сопротивления займет положение линии 2, что соответствует выходному напряжению U_вых2 и току стабилизацииI_ст2. Как видно из рисунка 2, выходное напряжение останется почти неизменным, а приращение входного U_вх выделиться на балластном сопротивлении R_б. Аналогичная картина будет иметь место при уменьшении входного напряжения (при условии, что это уменьшение не вышло из пределов стабилизации): в этом случае снизится падение напряжения на балластном сопротивлении.

1 3 Полупроводниковый диод – полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами, в котором используется то или иное свойство выпрямляющего перехода.

В качестве выпрямляющего электрического перехода используется электронно-дырочный переход (p-n-переход), разделяющий p- и n-области кристалла полупроводника (также в качестве выпрямляющего электрического перехода может использоваться выпрямляющий переход металл-полу­проводник). К p- и n-областям кристалла привариваются или припаиваются металлические выводы (называются анодом и катодом соответственно), и вся система заключается в металлический, металлокерамический, стеклянный или пластмассовый корпус.

В условном графическом обозначении полупроводникового диода треугольник является анодом, черточка – катодом. Прямой ток проходит тогда, когда анод имеет положительный потенциал относительно катода. Следовательно, треугольник нужно рассматривать как острие стрелки, показывающей условное направление прямого тока. Именно в этом направлении при прямом токе движутся дырки, электроны же движутся в противоположном направлении.

1) Классификация и условные обозначения полупроводниковых диодов.

Классификация диодов производится по следующим признакам:

• По конструкции: плоскостные диоды; точечные диоды; микросплавные диоды.

• По мощности: маломощные; средней мощности; мощные.

• По частоте: низкочастотные; высокочастотные; СВЧ.

• По функциональному назначению: выпрямительные диоды; импульсные диоды; стабилитроны; варикапы; светодиоды; тоннельные диоды и так далее.

Условное обозначение диодов подразделяется на два вида: - маркировка диодов;

- условное графическое обозначение (УГО). По старому ГОСТу все диоды обозначались буквой Д и цифрой, которая указывала на электрические параметры, находящиеся в справочнике.

К основным параметрам ППД относятся:

Максимально допустимый прямой ток; Прямое падение напряжения на диоде при максимальном прямом токе; Максимально допустимое обратное напряжение; Обратный ток при максимально допустимом обратном напряжении; Прямое и обратное статическое сопротивление диода при заданных прямом и обратном напряжениях; Прямое и обратное динамическое сопротивление диода.