Тема 4.7. Стабилизаторы напряжения

Рис. 72 а) схема параме­трического стабилизатора напряжения, на базе газоразрядного стабилитрона, б) вольт-амперная характеристика газо­разрядного стабилитрона.

Схема параме­трического стабилизатора напряжения показана на рис. 72а а, в ней основным элементом стабилизатора является газоразрядный стабилитрон. Простейший газо­разрядный стабилитрон состоит из анода и холодного катода, помещенных в стеклянный баллон, наполненный инертным газом. Вольт-амперная характеристика газо­разрядного стабилитрона приведена на рис. 72б. На характеристике показаны следующие величины: напря­жение зажигания П₃, напряжение стабилизации У_ст, ми­нимальный ток /мин, необходимый для зажигания ста­билитрона, и максимальный ток /макс, который всегда должен быть больше тока нагрузки. Напряжение на на­грузку снимается с зажимов стабилитрона.

В цепь ста­билизатора обязательно включают балластный ограни­чительный резистор Кб (рис. 72а), значение которого подбирают так, чтобы при работе стабилитрона в рабо­чей области падение напряжения на его зажимах, а следовательно, и на нагрузке мало зависело от значе­ния тока через него.

    Процессы, происходящие в газо­разрядном стабилитроне, можно описать следующим образом. При подаче напряжения на электроды (анод и катод) газ в баллоне ионизируется, т. е. молекулы газа разделяются на электроны и положительные ионы, за счет которых и появляется ток через стабилитрон. Про­цесс этот развивается лавинообразно, но резистор Rб ограничивает ток через стабилитрон. Электрический разряд в газе начинается только в том случае, если на­пряжение между электродами в момент включения ста­билитрона превышает рабочее напряжение стабилиза­ции Uст. После того как тлеющий разряд установится, напряжение на электродах стабилитрона скачком умень­шается до значения Uст. Чаще всего в автоматике вместо газоразрядного ста­билитрона в параметрических стабилизаторах напря­жения применяются полупроводниковые стабилитроны.