Обозначение на схеме стабилитрона – Стабилитрон — это НЕ сложно

Стабилитрон Назначение, обозначение на схеме и парамеры стабилитрона — Radiodvor.com

 Много-много лет тому назад такого слова как стабилитрон не существовало вообще. Тем более в бытовой аппаратуре. Попробуем представить себе громоздкий ламповый приёмник середины двадцатого века. Многие приносили их в жертву собственному любопытству, когда папа с мамой приобретали что-нибудь новое, а «Рекорд» или «Неман» отдавали на растерзание .

 Блок питания лампового приёмника был предельно прост: мощный кубик силового трансформатора, который обыкновенно имел всего две вторичных обмотки, диодный мостик или селеновый выпрямитель, два электролитических конденсатора и резистор на два ватта между ними.

 

Первая обмотка питала накал всех ламп приёмника переменным током и напряжением 6,3V (вольт), а на примитивный выпрямитель приходило порядка 240V для питания анодов ламп. Ни о какой стабилизации напряжения и речи не шло. Исходя из того, что приём радиостанций вёлся на длинных, средних и коротких волнах с очень узкой полосой и ужасным качеством, наличие или отсутствие стабилизации напряжения питания на это качество совершенно не влияло, а приличной автоподстройки частоты на той элементной базе просто быть не могло.

Стабилизаторы в то время применялись только в военных приёмниках и передатчиках, конечно тоже ламповые. Например:СГ1П – стабилизатор газоразрядный, пальчиковый. Так продолжалось до тех пор, пока не появились транзисторы. И тут выяснилось, что схемы, выполненные на транзисторах очень чувствительны к колебаниям питающего напряжения, и обыкновенным простым выпрямителем уже не обойтись. Используя физический принцип, заложенный в газоразрядных приборах, был создан полупроводниковый стабилитрон реже называемый диод Зенера.

Графическое изображение стабилитрона на принципиальных схемах.

Принцип работы стабилитрона.

Прежде всего, не следует забывать, что стабилитрон работает только в цепях постоянного тока. Напряжение на стабилитрон подают в обратной полярности, то есть на анод стабилитрона будет подан минус «-«. При таком включении стабилитрона через него протекает обратный ток (I обр) от выпрямителя. Напряжение с выхода выпрямителя может изменяться, будет изменяться и обратный ток, а напряжение на стабилитроне и на нагрузке останется неизменным, то есть стабильным. На следующем рисунке показана вольт-амперная характеристика стабилитрона.

Стабилитрон работает на обратной ветви ВАХ (Вольт-амперной характеристики), как показано на рисунке. К основным параметрам стабилитрона относятся U ст. (напряжение стабилизации) и I ст. (ток стабилизации). Эти данные указаны в паспорте на конкретный тип стабилитрона. Причём величины максимального и минимального токов учитываются только при расчёте стабилизаторов с прогнозируемыми большими изменениями напряжения.

Основные параметры стабилитронов.

Для того чтобы подобрать нужный стабилитрон необходимо разбираться в маркировках полупроводниковых приборов. Раньше все типы диодов, включая и стабилитроны, обозначались буквой “Д” и цифрой определяющей, что же это за прибор. Вот пример очень популярного стабилитрона Д814 (А, Б, В, Г). Буква показывала напряжение стабилизации.

Д814Б2С147А
  • V стаб. мин. – 8 вольт.

  • V стаб. ном. – 9 вольт.

  • V стаб. макс. – 9,5 вольт.

  • I стаб. – 3 – 35 мA.

  • P макс. – 340 мВт.

  • V стаб. мин. – 4,2 вольта.

  • V стаб. ном. – 4,7 вольт.

  • V стаб. макс. – 5,1 вольт.

  • I стаб. – 3 – 60 мА.

  • P макс. – 300 мВт.

Рядом паспортные данные современного стабилитрона (2C147A), который использовался в стабилизаторах для питания схем на популярных сериях микросхем К155 и К133 выполненных по ТТЛ технологии и имеющих напряжение питания 5V.

Чтобы разбираться в маркировках и основных параметрах современных отечественных полупроводниковых приборов необходимо немного знать условные обозначения. Они выглядят следующим образом: цифра 1 или буква Г – германий, цифра 2 или буква К – кремний, цифра 3 или буква А – арсенид галлия. Это первый знак. Д – диод, Т – транзистор, С – стабилитрон, Л – светодиод. Это второй знак. Третий знак это группа цифр обозначающих сферу применения прибора. Отсюда: ГТ 313 (1Т 313) – высокочастотный германиевый транзистор, 2С147 – кремниевый стабилитрон с номинальным напряжением стабилизации 4,7 вольта, АЛ307 – арсенид-галлиевый светодиод.

Вот схема простого, но надёжного стабилизатора напряжения.

Между коллектором мощного транзистора и корпусом подается напряжение с выпрямителя и равное 12 – 15 вольт. С эмиттера транзистора мы снимаем 9V стабилизированного напряжения, так как в качестве стабилитрона VD1 мы используем надёжный элемент Д814Б (см. таблицу). Резистор R1 – 1кОм, транзистор КТ819 обеспечивающий ток до 10 ампер.

 

Транзистор необходимо разместить на радиаторе-теплоотводе. Единственный недостаток данной схемы это невозможность регулировки выходного напряжения. В более сложных схемах подстроечный резистор конечно имеется. Во всех лабораторных и домашних радиолюбительских источниках питания есть возможность регулировки выходного напряжения от 0 и до 20 – 25 вольт.

Интегральные стабилизаторы.

Развитие интегральной микроэлектроники и появление многофункциональных схем средней и большой степени интеграции, конечно, коснулось и проблем связанных со стабилизацией напряжения. Отечественная промышленность напряглась и выпустила на рынок радиоэлектронных компонентов серию К142, которую составляли как раз интегральные стабилизаторы напряжения. Полное название изделия было КР142ЕН5А, но так как корпус был маленький и название не убиралось целиком, стали писать КРЕН5А или Б, а в разговоре они назывались просто «кренки».

Сама серия была достаточно большая. В зависимости от буквы варьировалось выходное напряжение. Например, КРЕН3 выдавал от 3 до 30 вольт стабилизированного напряжения с возможностью регулировки, а КРЕН15 был пятнадцативольтовым двухполярным источником питания.

Подключение интегральных стабилизаторов серии К142 было крайне простым. Два сглаживающих конденсатора и сам стабилизатор. Взгляните на схему.

Если есть необходимость получить другое стабилизированное напряжение, то поступают следующим образом: допустим, мы используем микросхему КРЕН5А на напряжение 5V, а нам нужно другое напряжение. Тогда между вторым выводом и корпусом ставится стабилитрон с таким расчётом, чтобы сложив напряжение стабилизации микросхемы, и стабилитрона мы получили бы нужное напряжение. Если мы добавим стабилитрон КС191 на V = 9,1 + 5V микросхемы, то на выходе мы получим 14.1 вольт.

radiodvor.com

5.2. Классификация и система обозначения стабилитронов

Как
и для полупроводниковых диодов, система
обозначения стабилитронов определяется
стандартом ОСТ 11336.919-81 (шестизначный
буквенно-цифровой код).

На первом месте буквой К или цифрой 2
обозначается материал (Si),
из которого изготовлен стабилитрон.

На втором месте буквой С обозначен
подкласс – стабилитроны.

На третьем месте цифрой обозначен тип
стабилитрона:

1 — мощность не более 0,3 Вт, напряжение
до 10 В;

2 — мощность не более 0,3 Вт, напряжение
от 10 до 100 В;

3 — мощность не более 0,3 Вт, напряжение
выше 100 В;

4 — прецизионные, мощность от 0,3 до 5 Вт,
напряжение до 10 В;

5 — мощность от 0,3 до 5 Вт, напряжение от
10 до 100 В;

6 — мощность от 0,3 до 5 Вт, напряжение выше
100 В.

Для цифр 1 и 4 напряжение стабилизации
указывается в вольтах с десятичным
знаком, 33 – это Uст.ном= 3,3 В.

Для цифр 2 и 5 напряжение стабилизации
указывается в целых значениях вольт,
следовательно 33 – это Uст.ном= 33 В.

Для цифр 3 и 6 напряжение стабилизации
указывается в вольтах после 100, то есть
к цифрам, указанным в обозначении,
необходимо прибавить 100 В.

Например, КС133А – стабилитрон маломощный,
напряжение стабилизации 3,3 В; КС620А –
стабилитрон средней мощности, Uст.ном= 120 В.

Классификационная литера показывает
отличие по электрическим параметрам,
например по ТКСН.

Дополнительный элемент указывает на
конструктивные отличия (тип корпуса,
сборка – два стабилитрона в одном
корпусе катодами друг к другу и т.д.).

5.3. Параметрический стабилизатор напряжения

Стабилитроны применяются в схемах
стабилизации напряжения. Простейшая
схема параметрического стабилизатора
постоянного напряжения представляет
собой делитель напряжения из резистора
Rогр(его называют также
балластным) и стабилитрона VD, параллельно
которому подключена нагрузкаRн.

Рис. 5.2. Параметрический
стабилизатор напряжения

Расчёт схемы параметрического
стабилизатора напряжения начинается
с выбора типа стабилитрона из условия
Uст.ном=UН.
Затем необходимо проверить условие
нормальной работы схемы,
иначе при изменении тока нагрузки может
произойти выход из режима стабилизации,
когдаIн=Iн.макс,
или перегрузка стабилитрона приIн= 0. Затем рассчитывают величинуRогрпо формуле:

. (5.2)

Качество работы параметрического
стабилизатора напряжения оценивается
коэффициентом стабилизации. Чем выше
коэффициент стабилизации, тем точнее
будет поддерживаться напряжение в
нагрузке при изменении входного
напряжения или тока нагрузки. Коэффициент
стабилизации параметрического
стабилизатора определяется по формуле:

. (5.3)

5.4. Анализ работы схемы параметрического стабилизатора напряжения

Расчётная схема параметрического
стабилизатора напряжения представлена
на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Расчётная
схема параметрического стабилизатора
напряжения

Проведём графический анализ работы
схемы. Для этого построим на ВАХ
стабилитрона нагрузочную линию (рис.
5.4).

Рис. 5.4. Графический
анализ работы схемы параметрического
стабилизатора напряжения

Напряжение источника питания схемы
определяется выражением:

; (5.4)

где Iвх=Iст+Iн.

В режиме стабилизации ток нагрузки
равен
,
тогда

. (5.5)

Выражение (5.5) называется уравнением
нагрузочной линии (нагрузочной прямой).
Нагрузочная линия строится по двум
точкам:

1) точке холостого хода, когда Iст= 0,;

2) точке короткого замыкания, когда Uст= 0,.

Координаты рабочей точки О пересечения
нагрузочной линии с ВАХ стабилитрона
определяют ток (Iст)
и напряжение (Uст)
стабилитрона при заданных значенияхUвх,RогриRн.

При изменении Uвхнагрузочная линия перемещается
параллельно самой себе. Пока рабочая
точка О находится в пределах рабочего
участка ВАХ стабилитронааб,
напряжение в нагрузке стабилизировано.

Если напряжение питания схемы изменится
на величину Uвх,
напряжение на стабилитроне изменится
наUст<<Uвх.
ОпределимUстиз уравнения нагрузочной линии, которое
преобразуем для приращений напряжений
и токов:

, (5.6)

где
— динамическое сопротивление стабилитрона.

Выразив Uстиз (5.6) получим:

. (5.7)

Стабилизация напряжения осуществляется
и при изменении тока нагрузки:

. (5.8)

Из выражений (5.7) и (5.8) следует, что
качество стабилизации напряжения тем
лучше, чем больше отношение сопротивлений
и,
что полностью соответствует выражению
(5.3) Однако, при увеличенииRогрвозрастают потери мощности в ограничительном
резисторе, из-за чего уменьшается
коэффициент полезного действия схемы.

Более подробные сведения о стабилитронах
и приведены в литературе [13, 14, 21].

Если ток нагрузки будет больше, чем
максимальный ток стабилитрона Iст. макс,
параметрический стабилизатор не сможет
работать. В этом случае схема
параметрического стабилизатора должна
быть дополнена схемой усилителя тока,
которую выполняют на транзисторе.
Транзисторы будут рассмотрены в следующей
лекции.

Пример расчёта параметрического
стабилизатора напряжения

При изменении напряжения стабилизации
от 8 до 8,1 В ток стабилитрона изменился
от 2 до 22 мА. Определить дифференциальное
сопротивление стабилитрона. Определить
коэффициент стабилизации параметрического
стабилизатора на таком стабилитроне,
если Uвх= 16 В,Rогр= 500 Ом.

Решение. Дифференциальное (динамическое)
сопротивление стабилитрона

кОм или 5 Ом.

Коэффициент стабилизации
.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные параметры
полупроводникового стабилитрона.

2. Расшифруйте обозначение КС168А, КС
531В, КС 620 А.

3. Нарисуйте схему параметрического
стабилизатора напряжения и объясните
назначение деталей.

4. Как рассчитать величину ограничительного
резистора в схеме параметрического
стабилизатора?

5. Приведите формулу для расчета
коэффициента стабилизации параметрического
стабилизатора.

6. При каком соотношении токов стабилитрона
и нагрузки возможна нормальная работа
параметрического стабилизатора
напряжения?

studfiles.net

Обозначение диодов на схеме. Стабилитрон и его графическое обозначение на схемах

— простейшие полупроводниковые приборы, основой которых является электронно-дырочный переход (р-п-переход
). Как известно, основное свойство р-n-перехода — односторонняя проводимость: от области р (анод) к области п (катод). Это наглядно передает и условное графическое обрзначение полупроводникового диода : треугольник (символ анода) вместе с пересекающей его линией электрической связи образуют подобие стрелки, указывающей направление проводимости. Перпендикулярная этой стрелке черточка символизирует катод (рис. 7.1
).

Буквенный код диодов — VD. Этим кодом обозначают не только отдельные диоды, но и целые группы, например, выпрямительные столбы
. Исключение составляет однофазный выпрямительный мост, изображаемый в виде квадрата с соответствующим числом выводов и символом диода внутри (рис. 7.2
, VD1). Полярность выпрямленного мостом напряжения на схемах не указывают, так как ее однозначно определяет символ диода. Однофазные мосты, конструктивно объединенные в одном корпусе, изображают отдельно, показывая принадлежность к одному изделию в позиционном обозначении (см. рис. 7.2
, VD2.1, VD2.2). Рядом с позиционным обозначением диода можно указывать и его тип.

На основе базового символа построены и условные графические обозначения полупроводниковых диодов с особыми свойствами. Чтобы показать на схеме стабилитрон
, катод дополняют коротким штрихом, направленным в сторону символа анода (рис. 7.3
, VD1). Следует отметить, что расположение штриха относительно символа анода должно быть неизменным независимо от положения УГО стабилитрона на схеме (VD2—VD4). Это относится и к символу двуханодного (двустороннего) стабилитрона (VD5).

Аналогично построены условные графические обозначения туннельных диодов
, обращенных и диодов Шотки
— полупроводниковых приборов, используемых для обработки сигналов в области СВЧ. В символе туннельного диода (см. рис. 7.3
, VD8) катод дополнен двумя штрихами, направленными в одну сторону (к аноду), в УГО диода Шотки (VD10) — в разные стороны; в УГО обращенного диода (VD9) — оба штриха касаются катода своей серединой.

Свойство обратно смещенного р-n-перехода вести себя как электрическая ёмкость использовано в специальных диодах — варикапах
(от слов vari(able)
— переменный и cap(acitor)
— конденсатор). Условное графическое обозначение этих приборов наглядно отражает их назначение (рис. 7.3
, VD6): две параллельные линии воспринимаются как символ конденсатора. Как и конденсаторы переменной ёмкости, для удобства варикапы часто изготовляют в виде блоков (их называют матрицами) с общим катодом и раздельными анодами. Для примера на рис. 7.3 показано УГО матрицы из двух варикапов (VD7).

Базовый символ диода использован и в УГО тиристоров
(от греческого thyra
— дверь и английского resistor
— резистор) — полупроводниковых приборов с тремя р-л-переходами (структура p-n-p-n), используемых в качестве переключающих диодов. Буквенный код этих приборов — VS.

Тиристоры с выводами только от крайних слоев структуры называют динисторами
и обозначают символом диода, перечеркнутым от

tdsl.ru

Обычный диод. Стабилитрон и его графическое обозначение на схемах

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЕДИНАЯ СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

ОБОЗНАЧЕНИЯ
УСЛОВНЫЕ
ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

ГОСТ 2.730-73

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР

Единая система
конструкторской документации

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ
В СХЕМАХ.
ПРИБОРЫ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

Unified system for design
documentation.
Graphical symbols in diagrams.
Semiconductor devices

ГОСТ

2.730-73

Дата введения 1974-07-01

1. Настоящий стандарт устанавливает правила
построения условных графических обозначений полупроводниковых приборов на
схемах, выполняемых вручную или автоматическим способом во всех отраслях
промышленности. (Измененная редакция, Изм. №
3).
2. Обозначения элементов
полупроводниковых приборов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Наименование

Обозначение

1. (Исключен,
Изм. № 2).
2.
Электроды:
база с
одним выводом
база с
двумя выводами
Р
-эмиттер
с N
-областью
N
-эмиттер с Р
-областью
несколько
Р
-эмиттеров с N

-областью
несколько
N

-эмиттеров с Р
-областью
коллектор
с базой
несколько
коллекторов, например, четыре коллектора на базе
3.
Области: область между проводниковыми слоями с различной электропроводностью.
Переход от Р
-области к N
-области
и наоборот
область
собственной электропроводности ( I
-область):
l)
между областями с электропроводностью разного типа PIN или NIP
2) между
областями с электропроводностью одного типа PIP или NIN
3)
между коллектором и областью с противоположной электропроводностью PIN или NIP
4)
между коллектором и областью с электропроводностью того же типа PIP или NIN
4.
Канал проводимости для полевых транзисторов: обогащенного типа
обедненного
типа
5.
Переход PN
6.
Переход NP
7. Р
-канал
на подложке N
-типа,
обогащенный тип
8. N
-канал на подложке Р
-типа,
обедненный тип
9.
Затвор изолированный
10.
Исток и сток
Примечание. Линия истока должна быть изображена на
продолжении линии затвора, например:
11.
Выводы полупроводниковых приборов:
электрически,
не соединенные с корпусом
электрически
соединенные с корпусом
12.
Вывод корпуса внешний. Допускается в месте присоединения к корпусу помещать
точку

(Измененная редакция, Изм. №
2, 3).
3, 4. (Исключены,
Изм. № 1).
5. Знаки, характеризующие физические
свойства полупроводниковых приборов, приведены в табл.4.

Таблица 4

Наименование

Обозначение

1. Эффект туннельный
а) прямой
б) обращенный
2. Эффект лавинного пробоя:
а) односторонний
б) двухсторонний 3-8. (Исключены, Изм. №
2).
9. Эффект Шоттки

6. Примеры построения
обозначений полупроводниковых диодов приведены в табл. 5.

Таблица 5

Наименование

Обозначение

1.
Диод
Общее
обозначение
2.
Диод туннельный
3. Диод обращенный
4. Стабилитрон (диод лавинный
выпрямительный)
а) односторонний
б) двухсторонний
5. Диод теплоэлектрический
6. Варикап (диод емкостный)
7. Диод двунаправленный
8. Модуль с несколькими (например, тремя)
одинаковыми диодами с общим анодным и самостоятельными катодными выводами
8a. Модуль с несколькими одинаковыми
диодами с общим катодным и самостоятельными анодными выводами
9. Диод Шотки
10. Диод светоизлучающий

7.
Обозначения
тиристоров приведены в табл. 6.

Таблица 6

Наименование

Обозначение

1. Тиристор диодный, запираемый в обратном
направлении
2. Тиристор диодный, проводящий в обратном
направлении
3. Тиристор диодный симметричный
4. Тиристор триодный. Общее обозначение
5. Тиристор триодный, запираемый в обратном
направлении с управлением: по аноду
по катоду
6. Тиристор триодный выключаемый: общее
обозначение
запираемый в обратном направлении, с
управлением по аноду
запираемый в обратном направлении, с
управлением по катоду
7. Тиристор триодный, проводящий в обратном
направлении:
общее обозначение
с управлением по аноду
с управлением по катоду
8. Тиристор триодный симметричный
(двунаправленный) — триак
9. Тиристор тетроидный, запираемый в
обратном направлении

Примечание. Допускается обозначение тиристора с управлением
по аноду изображать в виде продолжения соответствующей стороны треугольника. 8. Примеры построения
обозначений транзисторов с Р-
N
-переходами приведены в табл. 7.

Таблица 7

Наименование

Обозначение

1. Транзистор
а) типа PNP
б) типа NPN
с выводом от внутреннего
экрана
2. Транзистор типа NPN
, коллектор
соединен с корпусом
3. Транзистор лавинный типа NPN
4. Транзистор однопереходный с N
-базой
5. Транзистор однопереходный с Р
-базой
6. Транзистор двухбазовый типа NPN
7. Транзистор двухбазовый типа P
NIP с выводом от i-области
8. Транзистор двухразовый типа P
NIN
с выводом от I
-области
9. Транзистор многоэмиттерный типа NPN
Примечание. При выполнении схем
допускается:
а) выполнять обозначения транзисторов в
зеркальном изображении, например,

Б) изображать корпус транзистора.

dpanorama.ru