СТАБИЛИТРОН И НЕГОВИТЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
Ценеровият диод също е силициев диод, но не е предназначен за коригиране на променлив ток, въпреки че може да изпълнява такава функция, а за стабилизиране, тоест поддържане на постоянно напрежение в захранващите вериги на електронно оборудване. Появата на един от дизайните на най-често срещаните ценерови диоди сред радиолюбителите и неговото графично обозначение са показани на фиг. 81.
Според устройството и принципа на работа силициевите ценерови диоди с широко приложение са подобни на планарните токоизправителни диоди. Но ценеровият диод не работи по права линия, като токоизправител или високочестотни диоди, а в този участък от обратния клон на характеристиката ток-напрежение, където леко обратно напрежение причинява значително увеличение на обратния ток през устройството. За да се разбере същността на действието на ценеровия диод, неговата характеристика ток-напрежение, показана на фиг. 82, а. Тук (както на фиг. 75) обратното напрежение Urev е нанесено на хоризонтална ос в определен мащаб, а обратният ток Irev е нанесено надолу по вертикалната ос. Напрежението към ценеровия диод се прилага в обратна полярност, т.е. включете така, че неговият анод да е свързан към отрицателния полюс на източника на захранване. С това включване през ценеровия диод протича обратен ток Irev. С увеличаване на обратното напрежение обратният ток расте много бавно - характеристиката върви почти успоредно на оста Uobp.
Ориз. 81. Ценеров диод и неговото графично обозначение на диаграмите
Ориз. 82. Характеристика на ток-напрежение на ценеров диод (а) и верига на параметричен регулатор на напрежение (б)
Но при определено напрежение Uobr (на фиг. 82, а - около 8 V), p-n преходът на ценеровия диод се пробива и през него започва да тече значителен обратен ток. Сега волт-амперната характеристика се обръща рязко ислиза почти успоредно на оста Iarr. Тази секция е работната за ценеровия диод. Разрушаването на p-n прехода не води до повреда на устройството, ако токът през него не надвишава определена допустима стойност.
На фиг. 82, b показва диаграма на възможно практическо приложение на ценеров диод. Това е така нареченият параметричен регулатор на напрежението. С това включване през стабилизатора V протича обратен ток Iobr, създаден от източник на захранване, чието напрежение може да варира значително. Под въздействието на това напрежение токът Iobr, протичащ през ценеровия диод, също се променя и напрежението върху него, а следователно и върху свързания към него товар RH, остава практически непроменен - стабилен. Резисторът R ограничава максимално допустимия ток, протичащ през ценеровия диод.
На практика ще трябва да се справите с регулаторите на напрежение повече от веднъж.
Ето най-важните параметри на ценеровия диод: стабилизиращо напрежение Ust, стабилизиращ ток Ist, минимален стабилизиращ ток Ist min и максимален стабилизиращ ток Ist max. Параметърът Ust е напрежението, което се създава между клемите на стабилизатора в работен режим. Нашата промишленост произвежда силициеви ценерови диоди за стабилизиращи напрежения от няколко волта до 180 V. Минималният стабилизиращ ток Ist min е най-малкият ток през устройството, при който започва стабилна работа в режим на повреда (на фиг. 82, а - пунктирана линия Ist min); с намаляване на този ток устройството престава да стабилизира напрежението. Максимално допустимият ток на стабилизиране Ist max е максималният ток през устройството (не го бъркайте с тока, протичащ във верига, захранвана от стабилизатор на напрежение), при който температурата на неговия p-n преход не надвишава допустимата (на фиг. 82, a - пунктирана линия Ist max). Свръхток I максводи до термично разрушаване на p-n прехода и, разбира се, до отказ на устройството.
Основните параметри на някои ценерови диоди, които най-често се използват в аматьорските радиодизайни, са дадени в Приложение 3. В мрежовото захранване, например, за което ще говоря в осмия разговор, ще се използва ценерови диод D813. Неговото стабилизиращо напрежение (при Ist = 5 mA) може да бъде от 11,5 до 14 V, Ist min = 3 mA, Ist max = 20 mA, максимална разсейвана мощност Рmax(Ust • Ist max) - 280 mW.