Краткие сведения для подготовки к лабораторной работе

Стабилитрон – широко используемый элемент, разработанный для стабилизации напряжения постоянного тока. Чтобы осуществить такую стабилизацию, на ВАХ элемента должен находиться участок, на котором при значительных изменениях тока изменения напряжения были бы незначительными. Такими свойствами (малого дифференциального сопротивления) обладают участки ВАХ кремниевых диодов, где при обратном включении развивается тот или иной вид пробоя p-n-перехода с током, ограниченным внешним резистором.

Простейший аналоговый стабилизатор напряжения постоянного тока – параметрический стабилизатор (рисунок 1).

Суть процесса стабилизации заключается в том, что любое изменение входного напряжения Е1 и/или сопротивления нагрузки R_Н приводят к изменениям общего тока и перераспределению токов между диодом и нагрузкой. При этом U_Н = U_СТ практически не изменяется, благодаря работе стабилитрона на участке ВАХ с малым дифференциальным сопротивлением и изменением падения напряжения на резисторе R.

Такой тип стабилизатора обычно используют для стабилизации напряжения при мощности нагрузок меньше 200 мВт.

Среди параметров, характерных для стабилизаторов напряжения, наиболее распространенными являются:

- нестабильность выходного напряжения по сети (line regulation) - процентное изменение выходного напряжения в ответ на изменение входного напряжения

где использованы сокращения:

o – out,

hi – high,

lo – low,

in – input,

т.е. речь идет об изменении выходного напряжения при высоком и низком уровнях входного, отнесенного к выходному напряжению при номинальном входном;

- нестабильность выходного напряжения по нагрузке (load regulation) - процентное изменение выходного напряжения в ответ на изменение тока в нагрузке от половины до полного номинального значения

где - номинальное выходное напряжение на холостом ходу при номинальном ;

- общий КПД (overall efficiency), показывающий разработчику, сколько тепла будет выделяться внутри изделия и потребуется ли в физической конструкции какой-либо теплоотвод

КПД= .

При определении указанных параметров стабилизатора на макете находим соответствие: входные напряжения изменяются Е1 источника питания, выходное напряжение U_СТ = U_П = .