Un salariu stabil, o viață stabilă, o stare stabilă. Ultima nu este despre Rusia, desigur :-). Dacă te uiți într-un dicționar explicativ, poți înțelege înțelept ce este „stabilitatea”. Pe primele rânduri, Yandex mi-a dat imediat denumirea acestui cuvânt: stabil - aceasta înseamnă constant, stabil, fără schimbare.

Dar cel mai adesea acest termen este folosit în electronică și inginerie electrică. În electronică, valorile constante ale unui parametru sunt foarte importante. Poate fi curent, tensiune, frecvența semnalului și. Abaterea semnalului de la orice parametru dat poate duce la funcționarea incorectă a echipamentelor electronice și chiar la defectarea acestuia. Prin urmare, în electronică este foarte important ca totul să funcționeze stabil și să nu eșueze.

În electronică și inginerie electrică stabiliza tensiunea. Funcționarea echipamentelor electronice depinde de valoarea tensiunii. Dacă se schimbă într-o latură mai mică, sau chiar mai rău, într-o latură mai mare, atunci echipamentul în primul caz poate să nu funcționeze corect, iar în al doilea caz chiar se poate balansa cu o flacără strălucitoare.

Pentru a preveni urcușurile și coborâșurile de tensiune, diverse Protectoare de supratensiune. După cum înțelegeți din frază, sunt obișnuiți stabiliza tensiune „jucând”.

Dioda Zener sau Dioda Zener

Cel mai simplu stabilizator de tensiune din electronică este un element radio. diodă Zener. Uneori se mai numește și diodă Zener. Pe diagrame, diodele zener sunt desemnate cam așa:

Ieșirea cu un „capac” se numește la fel cu cea a unei diode - catod, iar cealaltă ieșire este anod.

Diodele Zener arată la fel ca diodele. În fotografia de mai jos, în stânga este o vedere populară a unei diode zener moderne, iar în dreapta este una dintre mostrele Uniunii Sovietice

Dacă te uiți mai atent la dioda zener sovietică, poți vedea această denumire schematică pe ea, indicând unde are un catod și unde un anod.

Tensiunea de stabilizare

Cel mai important parametru al unei diode zener este, desigur, tensiune de stabilizare. Care este acest parametru?

Să luăm un pahar și să-l umplem cu apă...

Indiferent câtă apă am turna într-un pahar, excesul ei se va revărsa din pahar. Cred că acest lucru este de înțeles pentru preșcolari.

Acum prin analogie cu electronica. Sticla este o diodă zener. Nivelul de apă dintr-un pahar plin până la refuz - acesta este tensiune de stabilizare diodă Zener. Imaginează-ți un ulcior mare cu apă lângă pahar. Cu apă dintr-un ulcior, doar ne vom umple paharul cu apă, dar nu îndrăznim să atingem ulciorul. Există o singură opțiune - să turnați apă dintr-un ulcior, făcând o gaură în ulcior în sine. Dacă ulciorul ar fi mai mic decât paharul, atunci nu am putea turna apă în pahar. Dacă este explicat în limbajul electronicii - ulciorul are o „tensiune” mai mare decât „tensiunea” paharului.

Deci, dragi cititori, sticla conține întregul principiu al diodei zener. Indiferent de fluxul pe care îl turnăm (bine, bineînțeles, în limitele rezonabile, altfel paharul se va sparge și se va sparge), paharul va fi întotdeauna plin. Dar este necesar să turnați de sus. Inseamna, tensiunea pe care o aplicăm diodei zener trebuie să fie mai mare decât tensiunea de stabilizare a diodei zener.

Marcare cu diodă Zener

Pentru a afla tensiunea de stabilizare a diodei zener sovietice, avem nevoie de o carte de referință. De exemplu, în fotografia de mai jos, dioda zener sovietică D814V:

Căutăm parametri pentru el în directoare online de pe Internet. După cum puteți vedea, tensiunea sa de stabilizare la temperatura camerei este de aproximativ 10 volți.

Diodele zener străine sunt marcate mai ușor. Dacă te uiți cu atenție, poți vedea o inscripție simplă:

5V1 - asta înseamnă că tensiunea de stabilizare a acestei diode zener este de 5,1 volți. Mult mai ușor, nu?

Catodul diodelor zener străine este marcat în principal cu o dungă neagră

Cum se verifică o diodă Zener

Cum se verifică dioda Zener? Da, la fel ca! Și cum să verificați dioda, puteți vedea în acest articol. Să ne verificăm dioda Zener. Punem o continuitate și ne agățăm cu o sondă roșie de anod, iar neagră de catod. Multimetrul ar trebui să arate căderea de tensiune directă.

Schimbăm sondele pe alocuri și vedem una. Aceasta înseamnă că dioda noastră zener este în plină pregătire pentru luptă.

Ei bine, este timpul pentru experimente. În circuite, o diodă Zener este conectată în serie cu un rezistor:

Unde Uin – tensiune de intrare, Uout.st. – tensiune de ieșire stabilizată

Dacă te uiți cu atenție la circuit, nu avem nimic mai mult decât divizor de tensiune. Totul aici este elementar și simplu:

Uin=Uout.stab +Uresistor

Sau în cuvinte: tensiunea de intrare este egală cu suma tensiunilor de pe dioda zener și de pe rezistor.

Această schemă se numește stabilizator parametric pe un stabilizator. Calculul acestui stabilizator depășește sfera acestui articol, dar pentru cei interesați, în Google ;-)

Deci, colectăm schema. Am luat un rezistor cu o valoare nominală de 1,5 Kiloom și o diodă zener pentru o tensiune de stabilizare de 5,1 Volți. În stânga conectam sursa de alimentare, iar în dreapta măsuram tensiunea rezultată cu un multimetru:

Acum monitorizăm cu atenție citirile multimetrului și ale sursei de alimentare:

Deci, deși totul este clar, încă adăugăm tensiune... Hopa! Avem o tensiune de intrare de 5,5 Volți și o tensiune de ieșire de 5,13 Volți! Deoarece tensiunea de stabilizare a diodei zener este de 5,1 volți, după cum putem vedea, se stabilizează perfect.

Să mai adăugăm volți. Tensiunea de intrare este de 9 volți, iar dioda zener este de 5,17 volți! Uimitor!

Adăugăm și... Tensiunea de intrare este de 20 Volți, iar ieșirea este de 5,2 Volți de parcă nimic nu s-ar fi întâmplat! 0,1 Volți este o eroare foarte mică, poate fi chiar neglijată în unele cazuri.

Caracteristica volt-amperi a unei diode zener

Cred că nu ar strica să luăm în considerare caracteristica volt-amperi (CVC) a diodei zener. Arata cam asa:

Unde

Ipr- curent continuu, A

Upr- tensiune directă, V

Acești doi parametri nu sunt utilizați în dioda zener.

Uobr– tensiune inversă, V

Ust– tensiunea nominală de stabilizare, V

Ist- curent nominal de stabilizare, A

Evaluat - aceasta înseamnă un parametru normal la care este posibilă funcționarea pe termen lung a elementului radio.

Imax- curentul maxim al diodei zener, A

Sunt în- curentul minim al diodei zener, A

Ist, Imax, Imin – este cantitatea de curent care trece prin dioda zener atunci când funcționează.

Deoarece dioda zener funcționează exact în polaritate inversă, spre deosebire de diodă (dioda zener este conectată la pozitiv cu catodul, iar catodul la negativ), atunci zona de lucru va fi exact cea marcată cu un dreptunghi roșu.

După cum putem vedea, la o anumită tensiune Uobr, graficul nostru începe să scadă. În acest moment, un lucru atât de interesant ca o defecțiune are loc în dioda zener. Pe scurt, el nu mai poate crește tensiunea pe el însuși și în acest moment puterea curentului în dioda zener începe să crească. Cel mai important lucru este să nu exagerați cu puterea actuală, mai mult decât Imax, altfel dioda zener va ajunge la un kerdyk. Cel mai bun mod de funcționare al diodei Zener este considerat a fi modul în care puterea curentului prin dioda Zener este undeva la mijloc între valorile maxime și minime. Pe diagramă, asta va fi punct de operare modul de funcționare al diodei zener (marcat cu un cerc roșu).

Concluzie

Anterior, în vremuri de piese limitate și de începutul perioadei de glorie a electronicii, dioda zener era adesea folosită, destul de ciudat, pentru a stabiliza tensiunea de ieșire. În cărțile vechi sovietice despre electronică, puteți vedea o astfel de secțiune a circuitului diferitelor surse de alimentare:

În stânga, în cadrul roșu, am marcat o secțiune familiară a circuitului de alimentare. Aici obținem o tensiune constantă de la una alternativă. In dreapta, intr-un cadru verde, este o schema de stabilizare ;-).

În prezent, regulatoarele de tensiune cu trei terminale (integrale) înlocuiesc stabilizatorii pe diodele zener, deoarece stabilizează tensiunea de multe ori mai bine și au o putere bună de disipare.

Pe Ali, puteți lua imediat un întreg set de diode zener, variind de la 3,3 volți la 30 volți. alege dupa gustul si culoarea ta.

Este nevoie de doar câteva ore pentru a realiza acest dispozitiv. Are scopul de a verifica corectitudinea. determinarea pinout-ului și a tensiunii de stabilizare a diodelor zener. Dar poate fi folosit și pentru a verifica alte dispozitive semiconductoare, de exemplu, pentru a determina tensiunea de defalcare a joncțiunii emițătorului unui tranzistor, care sunt uneori folosite ca diode Zener.

Cum se verifică o diodă Zener

Și așa, cum se verifică dioda zener? La verificare, sarcina nu a fost de a determina dependența tensiunii de stabilizare de curentul care curge. Schema dispozitivului este prezentată în fig. 1. Include un convertor de tensiune de creștere asamblat pe un cip DD1 și un tranzistor VT1, precum și un modul specializat F08508G. Pe Internet, acest modul (Fig. 2) este poziționat ca un tester de baterii auto și este un contor de tensiune din trei cifre cu un indicator digital LED. Vă permite să măsurați tensiunea DC până la 99,9 V

Un generator de impulsuri este asamblat pe elementele logice DD1.1 - DD1.3, elementul DD1.4 este un element tampon. Frecvența este stabilită de parametrii elementelor C2 și R1, iar pentru cele indicate în diagramă este de aproximativ 9 kHz. Impulsurile de la ieșirea sa prin rezistorul R2 sunt alimentate la baza tranzistorului VT1, care funcționează în modul cheie. Când este deschis, curentul trece prin inductorul L1 și energia este stocată în câmpul său magnetic.

Când tranzistorul se închide, pe colector apare un EMF de autoinducție și se formează un impuls de tensiune cu o amplitudine de aproximativ 60 V, care este apoi redresat de dioda VD1, iar condensatorul C3 este încărcat la această tensiune. Prin rezistorul de limitare a curentului R3, această tensiune este furnizată diodei zener testată și la intrarea modulului. Folosind comutatorul SA2, schimbați polaritatea tensiunii la dioda zener, dar nu la intrarea modulului.
Luând citiri de la indicatorul modulului, puteți determina tensiunea de stabilizare și pinout-ul diodei Zener.

Dispozitiv cu circuit imprimat pentru testarea diodelor zener

Trebuie luat în considerare faptul că, dacă dioda zener este obișnuită, aceasta include o joncțiune p-n (VD1 în Fig. 3). Prin urmare, cu o tensiune de polaritate inversă (plus - la catod, minus - la anod), va fi afișată tensiunea de defalcare, pentru dioda zener aceasta este tensiunea de stabilizare. La schimbarea polarității, va exista o tensiune continuă la joncțiunea p-n, dacă este siliciu, atunci este de aproximativ 0,6 V. Dacă dioda zener este simetrică (VD2 Fig. 2), când se schimbă polaritatea, tensiunea de stabilizare se schimba usor. Dar există și așa-numitele diode zener compensate termic, care includ o diodă suplimentară (VD3 în Fig. 3).

În acest caz, cu o polaritate de conectare, tensiunea de stabilizare va fi furnizată la intrarea modulului A1, iar cu cealaltă - tensiunea de ieșire a convertorului. Generatorul de impulsuri poate fi asamblat și pe alte microcircuite; fragmente ale circuitului dispozitivului în cazul utilizării microcircuitelor K561LN2 și K561LA7 (K561LE5) sunt prezentate în Fig. 4 și fig. 5 respectiv.
Elementele dispozitivului sunt montate pe o placă (Fig. 6) folosind cabluri. Un rezistor MLT, C223, condensatori de oxid sunt importați, condensatorul C2 este K1017. Tranzistor - oricare dintre seriile KT815 și KT817. Întrerupător și întrerupător - de dimensiuni mici, orice tip. Un șoc este un șoc standard de la un CFL, care este înfășurat pe un miez magnetic de ferită în formă de E (Fig. 7).

Inductanța obișnuită a unor astfel de șocuri este de câțiva milihenri. Clemele crocodili (XS1, XS2) pot fi folosite pentru a conecta dispozitivele testate. În locul modulului, puteți utiliza un multimetru digital în modul de măsurare a tensiunii DC. Reglarea se reduce la modificarea frecvenței generatorului pentru a obține o tensiune de ieșire (fără sarcină) de aproximativ 60 V. Aceasta se poate face selectând condensatorul C2 (creșterea sau descreșterea capacității) sau rezistența R1 (numai în direcția creșterii rezistenței). ). Aparatul este alimentat de o baterie 6F22 (Krona), consumul maxim de curent este de 38 mA.

Mulți cumpărători actuali necesită surse de alimentare stabilizate. Partea centrală a circuitelor care oferă o tensiune stabilă la ieșire este o diodă Zener cu semiconductor. Acest element oferă o valoare identică a tensiunii de ieșire, independentă de valoarea curentului consumat de sarcină. Este posibil să se verifice funcționarea și funcționarea tipică a acestei piese prin mai multe metode.

Vei avea nevoie

• Autotransformator de laborator (LATR), rezistor 10 kΩ, redresor 120 V, multimetru.

Instruire

1. Transformați multimetrul în modul de testare a diodelor. Pentru a face acest lucru, rotiți butonul dispozitivului în locația prezentată în figură. Atingeți rezultatele diodei Zener cu sondele multimetrului. După aceea, schimbați sondele și atingeți-le din nou cu rezultatele diodei zener. Într-una dintre locații, multimetrul ar trebui să arate o rezistență a diodei zener de 300 - 600 ohmi, într-o altă locație, afișajul ar trebui să arate numărul 1 în registrul de extremă stânga (ceea ce înseamnă că rezistența măsurată a dispozitivului este enorm de mare pentru acest domeniu de măsurare al multimetrului). În acest caz, dioda zener este bună.

2. Dioda zener este defecta daca multimetrul in ambele cazuri de masurare prezinta rezistenta infinita (rupere interna), rezistenta foarte scazuta (avarie) sau rezistenta de ordinul a 30 - 500 ohmi (pana pe jumatate).

3. Pentru a verifica performanța diodei Zener, asamblați următorul circuit: conectați ștecherul de rețea a redresorului de 120 de volți la un autotransformator de laborator. Setați regulatorul autotransformatorului de laborator în poziția corespunzătoare tensiunii minime la ieșire. Conectați o diodă Zener în pas cu un rezistor de 10 kΩ la contactele de ieșire ale redresorului (catodul la rezultatul corect al redresorului), conectați un multimetru în paralel cu dioda Zener, pornit în modul de măsurare continuă a tensiunii în intervalul de 200 volți.

4. Porniți autotransformatorul de laborator. Prin rotirea butonului de reglare a tensiunii de ieșire a autotransformatorului, crește treptat tensiunea la dioda Zener. În același timp, urmăriți citirile de tensiune pe afișajul multimetrului. Tensiunea ar trebui să atingă o anumită valoare și să înceteze să crească. Această valoare va fi tensiunea de stabilizare a diodei Zener. Dacă este mai mică de 20 de volți, comutați multimetrul la locația de măsurare continuă a tensiunii în domeniul de 20 de volți. Citiți de pe afișajul multimetrului citiri mai precise ale tensiunii de stabilizare a acestei diode zener.

Fiecare radioamator știe că uneori este important să știe dacă aceasta sau acea componentă radio funcționează sau nu. Nu în ultimul rând, acest lucru se aplică diodelor zener. Un multimetru servește ca tester pentru verificarea componentelor electrice pentru prezența tensiunii de stabilizare.

Dioda Zener și proprietățile sale

Pentru funcționarea circuitelor electronice la ieșire, sunt necesari indicatoare de tensiune stabilizate. Ele sunt obținute prin includerea în circuit a unor diode zener semiconductoare, care dau aceeași tensiune de ieșire, independent de mărimea curentului electric transmis. Fără aceste elemente, multe sisteme de curent scăzut nu funcționează. Deci, de exemplu, aproape fiecare radioamator a lipit cel puțin o dată în viață regulatorul de tensiune l7805cv sau analogii acestuia.

Diodele Zener au caracteristici neliniare curent-tensiune, în ceea ce privește proprietățile, precum și aspectul (în sticlă sau metal), seamănă cu o diodă convențională, cu toate acestea, sarcinile lor sunt oarecum diferite. Diodele Zener sunt conectate la circuit în paralel cu consumatorul, iar dacă tensiunea crește brusc, curentul trece prin dioda Zener, iar tensiunea din rețea se egalizează. Dacă se aplică un curent puternic pentru o perioadă lungă de timp, are loc o defalcare termică.

Procedura de verificare

Pentru a determina dacă o anumită diodă Zener este bună sau nefuncțională, multimetrul trebuie să fie comutat în modul care verifică diodele (sau în modul ohmmetru), - verificarea diodelor Zener prin sunet se realizează într-un mod similar .

Sondele multimetrului sunt conectate la bornele diodei zener și se respectă citirile indicatorului. Verificarea trebuie efectuată în două direcții:

• sonda pozitivă a dispozitivului atinge catodul piesei - indicatorul arată rezistență infinită;
• multimetrul este conectat la anodul diodei zener - rezistența va fi afișată pe ecran în unități sau zeci de ohmi (cădere de tensiune).

Astfel de indicatori apar deoarece dioda zener de lucru (ca o diodă convențională) este capabilă să conducă numai curent electric unidirecțional, iar verificarea nu ar trebui să provoace un scurtcircuit în rețea.

Dacă, la sunet în ambele direcții, multimetrul prezintă o rezistență infinită, dioda zener este defectă, deoarece joncțiunea electron-gaură este ruptă, iar curentul nu trece prin componenta electrică.

Notă! Uneori se întâmplă ca atunci când se măsoară o diodă zener cu un multimetru, o rezistență de câteva zeci sau sute de ohmi să fie dată în ambele direcții. În cazul diodelor convenționale, această poziție înseamnă că piesa este ruptă. Cu toate acestea, acest lucru nu este valabil pentru o diodă zener, deoarece are o tensiune de defecțiune: atunci când sonda multimetrului intră în contact cu capetele diodei zener, tensiunea internă de alimentare a dispozitivului de măsurare afectează. Dacă tensiunea sa este mai mare decât tensiunea de defalcare, atunci pe indicator vor apărea indicatori de rezistență multi-ohmi.

Deci, cu o tensiune a bateriei multimetrului de 9 volți, va fi indicată o defecțiune pentru diodele zener cu o tensiune sub această valoare. Prin urmare, experții nu recomandă verificarea diodelor zener cu o tensiune de stabilizare scăzută folosind multimetre digitale. În aceste scopuri, testerul vechi bun este mai bun - un analog.

Cum se verifică dioda zener de pe placă

Dacă dioda zener este lipită pe placă, atunci procedura de verificare nu diferă de cea folosită pentru un dispozitiv electronic gratuit de acest tip.

Important! Când măsurați și reparați placa, asigurați-vă că respectați măsurile de siguranță pentru a vă proteja împotriva șocurilor electrice. Când suniți o diodă zener lipită, toate celelalte elemente, cu excepția celui care este verificat, pot produce indicatoare foarte modificate, de asemenea, trebuie luat în considerare.

Dacă, la verificarea plăcii, s-au obținut rezultate dubioase ale adecvării diodei zener, atunci merită să o dezlipiți și să verificați numai acest element cu un multimetru, izolându-l de influența altor părți ale circuitului. De asemenea, uneori puteți folosi un atașament la multimetru, pe care îl puteți lipi cu propriile mâini din piesele disponibile.

Este de dorit ca fiecare radioamator să știe cum să verifice o diodă zener cu un multimetru - acest lucru va ajuta la asamblarea circuitelor de lucru și la salvarea componentelor radio prin identificarea celor care nu funcționează. Cu toate acestea, cu o astfel de verificare, este imposibil să obțineți un rezultat 100% fiabil. O garanție a adecvării unei diode zener poate fi dată doar de includerea acesteia în circuitul electric: dacă dispozitivul funcționează, atunci elementul de stabilizare funcționează.

Video

Bun venit tuturor pe paginile site-ului dedicate electronicii, astăzi vom studia metoda, Cum se determină valoarea unei diode Zener. Acest articol completează o pagină puțin, nu mai puțin importantă. Pentru a determina tensiunea de funcționare a unei diode Zener, a cărei marcare nu este vizibilă, suprascrisă sau pur și simplu scrisă foarte mic, sarcina este fezabilă pentru orice reparator începător de electronice.

Cum să aflați tensiunea de stabilizare a unei diode zener necunoscute

Trecând prin elementele radio acumulate, am punctat un număr impresionant de diode zener, unele erau nemarcate. O nenorocire similară m-a determinat să scriu această instrucțiune. Pentru a aduce ordine pe desktop. Astăzi vom lua în considerare câteva moduri de a determina valoarea diodei Zener.

Dispozitiv pentru determinarea tensiunii de stabilizare a unei diode zener necunoscute

Schema acestui dispozitiv este foarte ușor de utilizat și de fabricat, acum voi explica principiul funcționării acestuia.
Pentru a face acest lucru, avem nevoie de o sursă de alimentare cu reglare a tensiunii și indicarea acesteia, dacă aceasta nu este disponibilă, mai jos vom lua în considerare o metodă de testare fără ea. În plus, aveți nevoie de un rezistor de limitare cu o valoare nominală de 1 până la 2 kOhm și fire de conectare.

Totul poate fi văzut clar în fotografie, un rating corespunzător restrictiv este conectat în serie la sursa de alimentare cu reglare, apoi conectăm însăși dioda zener testată, cu catodul la plus. După aceea, închidem circuitul la borna negativă a sursei de alimentare. Paralel cu dioda zener necunoscută, o conectăm în modul de măsurare a tensiunii.

Va fi foarte bine dacă sursa de alimentare de laborator are încorporată protecție la scurtcircuit, în unele cazuri acest lucru vă va scuti de reparații inutile. Începem încet, adăugăm tensiunea de ieșire și urmărim schimbarea pe afișajul multimetrului.

Pentru a determina tensiunea diodei zener, vom lua 1N4742A, un model foarte comun. Pentru curioși, analogul său este C12 5T, stabilizează 12 volți. Conectăm totul conform diagramei și reglam sursa de alimentare, al meu are capelă de 14 volți. Totul funcționează bine și mici erori de instrument, dar în general totul este bine.

Într-un mod similar, puteți verifica orice diodă zener, în măsura în care vă permite sursa de alimentare selectată. Metoda este foarte bună și simplă.

Cum să aflați cât de mult este o diodă Zener fără o sursă de alimentare reglată

Este cu adevărat mai dificil, dar în unele cazuri se poate face. Puteți folosi un încărcător de telefon mobil sau un încărcător de baterie auto. Cel mai bine este insa sa avem la dispozitie mai multe baterii, din care asamblem treptat bateria si masuram tensiunea pe ele si o comparam cu tensiunea de pe dioda zener, o varianta de buget, dar functionala. Condiția principală, nu te poți descurca fără multimetru. Fii interesat de astfel de întrebări, iar dificultățile vor fi în puterea ta.

Astăzi am învățat cum să determinăm valoarea unei diode zener, oricine are gânduri despre aceasta și alte probleme, scrie, vom citi și discuta totul.