Studiul proprietăților de bază ale diodei Zener, evaluarea stabilizatorului parametric de tensiune

„Investigarea diodei Zener“

student al ET-401

Scopul lucrării - studiul proprietăților de bază ale diodei Zener, evaluarea stabilizatorului parametric de tensiune.

Zener - un fel de diode semiconductor Rabo a căror suprafață care, spre deosebire de diode redresoare convențional, o ramură inversă caracteristicile curent-tensiune (I-V). Această ramură are o regiune defalcare avalanșă controlată care este imaginea-timym (în contrast cu defalcare termică, în care p-n joncțiune insert cute). Sub acțiunea tensiunii inverse la un câmp electric p-n joncțiune internă înaltă stres stimul părtinitoare în direcția inversă prefectură are loc Ionizarea cu impact atomilor neutri din rețeaua cristalină a transportatorilor minoritari, dezvoltarea procesului de creștere avalanșă a numărului de purtători de sarcină în rezultate, cele care crește brusc curent invers. Când caracterul defalcare avalanșă a p-n joncțiunea este schimbarea neglijabilă în tensiune determină o schimbare bruscă a curentului, iar în intervalul de până la tensiunea peste ea prac-nu sa schimbat vedere genetic (Fig. 1). La curenți are loc defalcare termică mai mare, ceea ce duce la ieșirea din dioda Zener nu reușește.

Tensiunea la care are loc defalcare poate varia, deoarece aceasta depinde de compoziția chimică și tehnologia gotovleniya semiconductor. Acest lucru face posibil să se producă stub Lytron la tensiuni diferite.

diode Zener sunt utilizate în diverse dispozitive: stabilizare, torii, supratensiuni supresori-TION, ca elemente din sistemele consiliilor auto-ment de susținere.

Principalii parametri normalizat Zener includ:

puterea de împrăștiere - pierderile de putere de energie în structura diodă Zener, peste care defalcare termică a diodei Zener;

de stabilizare a tensiunii - cădere de tensiune stabilitro-nu evaluat la stabilizarea actuală;

Stabilizarea minimă curent - amplitudinea curentului invers al diodei Zener, care apare atunci când o defalcare avalanșă stabilă;

curent de stabilizare maximă - valoarea curentului invers al diodei Zener, deasupra căreia defalcare termică a diodei Zener;

rezistență dinamică - rezistența diodei Zener în interior-stat. Magnitudinea rezistenței dinamice este determinată de unghiul de înclinare a părții de lucru la axa de tensiune VAC (a se vedea figura 1 ..):

coeficientul de temperatură de stabilizare a tensiunii (TKN) - stabilizarea Menenius a tensiunii ca funcție a modificărilor structurii Zener Tempera vaporu:

Pentru a stabiliza tensiune sută bilitron includ sarcină paralelă (Fig. 2). Un astfel de sistem este numit stabilizator parametric de tensiune CAL. În circuitul de intrare includ un balast rezistență stabilizator care restricție Chiva curentul prin stabilizator-tron.

Marcarea Zener Produ-ditsya în funcție de puterea și tensiunea de stabilizare și constă din patru elemente:

1 - materialul din care a făcut Zener: litera D sau numărul 1 (Germania); La o literă sau figura 2 (siliciu);

A 2 - funcționalitatea dispozitivului semiconductor: pentru dioda Zener - litera C;

În al treilea rând - dezvoltarea numărului în funcție de puterea disipată și conjugarea-stabilizare;

4a - o literă care indică tipul de dispozitiv.

Simbolul EXEMPLU zener: KS235A (2S235A) - diodă Zener cu o disipare de putere de până la 0,3 W și V. Tensiunea de stabilizare 35

Pentru a stabiliza tensiunea în contorul utilizat circuitul de curent alternativ a inclus diode Zener bilaterale sau zener VAC, care este o combinație a celor două ramuri inverse.

1. Cu ajutorul osciloscopului virtuale elimina codul CVC Zener.
2. Funcționarea parametric stabilizatorului de tensiune diodă Zener cu un semiconductor.

Ordinea executării

1. Cu ajutorul osciloscopului virtuale elimina codul CVC Zener

Pentru a face acest lucru aveți nevoie pentru a colecta schema în conformitate cu fig. 3. Sursa este un generator de semnale standard. comutator formă de undă trebuie să fie setat la controlul amplitudinii „sine“ - la „0“, regulatorul de frecvență - în poziția cea mai joasă posibil. semnal de curent Zener este îndepărtat din rezistența la 100 ohmi, iar tensiunea semnalului zener - direct din dioda Zener.

După asamblarea circuitului, trebuie să executați programul osciloscop virtual și elimina caracteristica IV (Fig. 5).

Prin tensiunea obținută VAC este determinată de stabilizarea:

BAX determinat, de asemenea, în mod dinamic rezistență (diferențială) Zener pentru a ajusta ulterior stabilizatorului de calcul parametric. rezistență dinamică zener este determinată din panta porțiunii drepte la ramură înapoi axa CVC (vezi. fig. 6).

1. Funcționarea stabilizatorului parametric de tensiune cu diodă Zener

Pentru a examina activitatea stabilizatorul de tensiune parametric cu diodă Zener este necesară pentru calcularea parametrilor circuitului stabilizator.

Procedura de calcul a stabilizatorului parametric de tensiune

1. Selectați tipul de diodă Zener. tip Zener specificate în tabelul 1.

Parametrii Zener 2S510A

1. cantitate predeterminata de schimbare relativă în tensiunea de intrare și valoarea medie. Acești parametri depind de tipul de sursă de energie. In lucrarea de laborator se poate considera că aproximativ valoarea de fluctuație la 10% din tensiunea de intrare. Apoi = 0,9; = 1,1.

1. Pentru a determina cea mai mare valoare () a diferențelor:

1. Se calculează factorul de stabilizare admisă:

Un calcul preliminar al coeficientului de stabilizare calculat prin parametrii instabilitate și abaterea tensiunii de intrare:

unde - factorul de instabilitate (informații pașaport primite de la dioda Zener).

1. Se calculează factorul maxim de stabilizare:

în cazul în care - cel puțin stabilizarea actuală. Primite de la datele Zener pașaport;

- curentul maxim de sarcină. Luate egal = 17 mA;

- rezistență dinamică a diodei Zener. 1 este determinată experimental sau este luat din datele de pașaport ale diodei Zener.

- stabilizator de tensiune la ieșire. Lucrarea de laborator este acceptat.

1. Verificați raportul. Ar trebui să fie satisfăcută

Dacă această condiție nu este îndeplinită, stabilizatorul parametric inoperabil. Este necesar să se schimbe sistemul - să adopte o stabilizare în două etape, sau de stabilizare a unui tranzistor bipolar.

1. Calculați tensiunea minimă de intrare la care stabilizarea este realizată de tensiunea de ieșire:

în cazul în care - tensiunea maximă la ieșirea stabilizatorului.

în cazul în care - curentul maxim al diodă Zener. Primite de la datele Zener pașaport;

- stabilizare a tensiunii nominală. Luate din datele de pașaport ale diodă Zener.

1. Se determină valoarea rezistenței rezistorului de balast:

1. Se determină curentul maxim Zener:

în cazul în care - curentul minim de sarcină. Lucrarea de laborator este luată = 0;

- valoarea maximă a tensiunii de intrare.

1. Se determină curentul maxim de intrare:

1. Se determină puterea de balast:

1. Se determină eficiența actuală a stabilizatorului:

Aceasta este urmată pentru a determina valoarea rezistenței de sarcină minimă, în care curentul maxim apare la ieșirea stabilizatorului. Acceptate = 17 mA. minimă rezistență de sarcină se calculează cu formula:

După calcularea circuitului merge conform Fig. 4. Selectați rezistor de balast suplimentar având cel mai aproape de rezistența calculată.

Ca voltmetre folosind multimetre digitale, precum și ammeters - instrumente pointer A1 - 0 ... 50 mA; A3 - 0 ... 20 mA.

Milliamp A2 nu poate fi instalată, deoarece .

Apoi, stabilizator a fost retras caracteristic. Citirile sunt înregistrate în Tabelul 2.