Эта схема показывает стабилитрон, диод, который позволяет току течь как в обратном, так и в прямом направлении.
Здесь на графике в левом нижнем углу показана зависимость напряжения от тока.
Ток в прямом направлении составляет около 800 мВ, а в обратном направлении - около -5,6 В.
Эта страница представляет собой утилиту для того чтобы смоделировать график вольт-амперной характеристики стабилитрона онлайн при заданных начальных значениях.
Прямое включение (анод положительный относительно катода):
Поведение аналогично обычному диоду.
Ток резко возрастает при напряжении ~0.7 В (для кремниевых стабилитронов).
Этот режим редко используется.
Обратное включение (анод отрицательный относительно катода):
До определённого напряжения — обратный ток мал.
При достижении напряжения стабилизации (Uст) — происходит пробой.
Ток резко возрастает, но напряжение остаётся почти постоянным — это и есть эффект стабилизации.
Участок стабилизации:
Напряжение на стабилитроне ≈ Uст (например, 5.6 В).
Ток может меняться в широких пределах, но напряжение остаётся стабильным.
Этот участок используется в схемах стабилизации напряжения.
На графике:
Ось X — напряжение (V)
Ось Y — ток (mA)
В левом нижнем квадранте — обратный пробой и стабилизация
В правом верхнем — прямое включение
Основное отличие стабилитрона от обычного диода заключается в его способности работать в режиме обратного пробоя для стабилизации напряжения.
Вот краткое сравнение:
| Характеристика | Обычный диод | Стабилитрон |
|---|---|---|
| Обратное напряжение | Не допускается — приводит к пробою | Допускается — используется для работы |
| Назначение | Пропуск тока в одном направлении | Стабилизация напряжения |
| Рабочий режим | Прямое включение | Обратное включение |
| Тип пробоя | Разрушительный | Контролируемый, стабильный |
| Применение | Выпрямление, защита | Стабилизаторы, опорные напряжения |
Суть: Обычный диод блокирует ток в обратном направлении, а стабилитрон — наоборот, предназначен для работы в обратном направлении, где при достижении определённого напряжения (напряжения стабилизации) он начинает проводить ток, удерживая напряжение почти постоянным.
Типовая схема включения стабилитрона — это цепь стабилизации напряжения, где стабилитрон работает в режиме обратного пробоя. Вот как она выглядит и работает:
Источник питания — постоянное напряжение, чуть выше напряжения стабилизации.
Резистор (ограничительный) — подключён последовательно, ограничивает ток через стабилитрон.
Стабилитрон — подключён в обратном включении (катод к плюсу, анод к минусу).
Нагрузка — может быть подключена параллельно стабилитрону.
Источник подаёт напряжение выше, чем напряжение стабилизации стабилитрона.
Резистор снижает ток до безопасного уровня.
Стабилитрон входит в режим пробоя и удерживает напряжение на нагрузке постоянным — равным U<sub>ст</sub>.
При изменении входного напряжения или тока, стабилитрон компенсирует это, сохраняя стабильное выходное напряжение.
Uвх — входное напряжение
Uст — напряжение стабилизации
Iст — ток стабилитрона (обычно 5–20 мА)
Iнаг — ток нагрузки
Мощность рассеивания стабилитрона Pст характеризует его способность не перегреваться выше определенной температуры на протяжении длительного времени. Чем выше значение Pст, тем больше тепла способен рассеять полупроводниковый прибор.
Мощность рассеивания рассчитывается для самых неблагоприятных условий работы прибора, поэтому в ниже приведенную формулу подставляют максимально возможное в работе Uвх и наименьшие значения Rб и Iн:
