ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Характеристики и параметры полупроводникового стабилитрона

1 23

Стабилитрон – это полупроводниковый диод, сконструированный для работы в режиме электрического пробоя.

В указанном режиме при значительном изменении тока стабилитрона напряжение изменяется незначительно. В разных типах стабилитронов может иметь место туннельный, лавинный или смешанный тип электрического пробоя. В низковольтных, (до 5,7 В) стабилитронах имеет место туннельный пробой, а в высоковольтных – лавинный пробой.

Типовая ВАХ полупроводникового стабилитрона приведена на рисунке 3

Основные параметры стабилитрона:

U_ст – напряжение стабилизации (при заданном токе в режиме пробоя);

I_ст.мин – минимально допустимый ток стабилизации;

I_{ст.макс} – максимально допустимый ток стабилизации;

r_ст = dU/dI.– дифференциальное сопротивление стабилитрона (на участке пробоя), типовое значение – единицы - десятки Ом;

a_ст = dU_ст./dT (В/^oC) - температурный коэффициент напряжения стабилизации;

Величины U_ст, I_ст.мин и I_{ст.макс} принято указывать как положительные.

Рисунок 4 Типовая ВАХ стабилитрона

Не рекомендуется использовать стабилитрон при обратном токе, меньшем по модулю, чем I_ст.мин, так как стабилизация напряжения при этом будет неудовлетворительной (дифференциальное сопротивление будет чрезмерно большим). Если же обратный ток по модулю превысит I_{ст.макс}, то стабилитрон может перегреться, начнется тепловой пробой и прибор выйдет из строя. Чем меньше величина r_ст, тем лучше стабилизация напряжения.

Пример применения стабилитрона показан на схеме так называемого параметрического стабилизатора напряжения (рисунок 4). Если напряжение U_вх настолько велико, что стабилитрон находится в режиме пробоя, то изменения этого напряжения практически не вызывают изменения напряжения U_вых (при изменении напряжения U_вх изменяется только ток I, а также напряжение U_R = I • R).

+ +

U_вх I VD U_вых

Рисунок 5 Схема параметрического стабилизатора

Графоаналитический расчет схем с диодами

Используется метод нагрузочных линий (см.п.1).

Рисунок 6 Схема цепи (а), ВАХ полупроводникового диода и нагрузочная прямая (б)

Пример решения задачи

Диодный мостовой выпрямитель питается от стандартной сети 220В/50Гц и нагружен на резистор сопротивлением 270 Ом.

Необходимо определить требования к основным параметрам диодов (I_пр._max и U_обр.max), используемым в данном выпрямителе.

Решение:

U_обр.max ³ U_{сети ампл.}= U_{сети действ.} · Ö2 » 220 · 1,41 » 311 В;

I_пр._max ³ (U_{сети ампл.} - 2U_пр.max _диода) / R_н;

поскольку U_{пр.max диода} » 1 В << U_{сети ампл.},

I_пр._max ³ U_{сети ампл} / R_н = 311 / 270 » 1,15 А.

С учетом возможных колебаний сетевого напряжения, а так же округленности справочных данных электронных элементов, можно округлить искомые величины в сторону увеличения.

Ответ: В данном выпрямителе могут быть использованы диоды, паспортные данные, которых удовлетворяют следующим требованиям: I_пр._max ³ 1,2 -:- 1,5 А, (расчетное - 1,15 А), U_обр.max ³ 350 -:- 400 В (расчетное - 311 В).

3 Задание

Задача 3.1. Однофазный мостовой выпрямитель собран на диодах типа КД202В (I_пр._max=5 A, U_обр._max = 100 B, U_пр._max= 1.0 B) питается переменным синусоидальным напряжением 36 В / 50 Гц. Величина тока нагрузки выпрямителя I_н может меняться в диапазоне от I_н_min = 1 A до I_н_max = 4 A.

Требуется определить - какая мощность P_VD рассеивается на одном диоде выпрямителя в режиме минимальной и максимальной нагрузки.

Задача 3.2 Схема параметрического стабилизатора приведена на рисунке 5 Параметры стабилитрона: U_ст = 7,5 В, I_ст._min = 3 mA, I_ст._max = 30 mA. Сопротивление нагрузки R_н=750 Ом. Питающее напряжение U= +12 B.

Требуется рассчитать номинальное сопротивление резистора R, обеспечивающего работу стабилизатора. Принять ток стабилитрона I_VD=10 мА.

Задача 3.3.. Схема параметрического стабилизатора приведена на рисунке. Параметры стабилитрона: U_ст = 7,5 В, I_ст._min = 3 mA, I_ст._max = 30 mA. Сопротивления: R_н=750 Ом

Требуется рассчитать минимальное питающее напряжение U_min при котором стабилизатор сохранит работоспособность.

Таблица 1 Варианты значений сопротивления резистора R

Вариант
R [Ом]

Задача 3.4. Схема параметрического стабилизатора приведена на рисунке. Параметры стабилитрона: U_ст = 7,5 В, I_ст._min = 3 mA, I_ст._max = 30 mA. Сопротивления: R_н=750 Ом, R=150 Ом

Требуется рассчитать максимальное питающее напряжение U_max при котором стабилизатор сохранит работоспособность.

Библиографический список

1. Криштафович, А.К. Основы промышленной электроники: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1985

2. Юлин А.М. Цифровые микросхемы для электронных устройств: Справочник. – М.: Высшая школа, 1993

3. Гольденберг, Л.М. Расчет и проектирование импульсных устройств (задачи и упражнения). – М.: Связь, 1975

4. Журавлева, О.Б., Крук Б.И. Аналоговые устройства аппаратуры связи. Учебное пособие для дистанционного обучения. – Новосибирск, Изд. СибГУТИ, 2000. – 170 с.

5. Журавлева, О.Б., Крук Б.И. Дискретные сигналы и цепи : 26 вопросов и ответов. Учебное пособие для дистанционного обучения. – Новосибирск, Изд. СибГУТИ, 1999. – 100 с

6. Хоровиц, П., Хилл У. Искусство схемотехники. В 3-х томах: Прев. с англ. – 4-е изд. перераб. и дополн. – М.: Мир, 1993.

7. Браммер Ю.А. Импульсная техника. – М.: Высшая школа, 1985

1 23