Последовательное включение стабилитрона

Если напряжение стабилизации U_ст недостаточное, то последовательным включением нескольких стабилитронов можно обеспечить его увеличение в 2 или более раз.

2 Схема

Для увеличения коэффициента стабилизации можно использовать многокаскадное включение стабилитронов, для этого на выходе схемы подключают ещё один гасящий резистор и стабилитрон с более низким коэффициентом стабилизации.

3 Схема

Общий коэффициент стабилизации в этом случае будет равен произведению коэффициентов стабилизации отдельных стабилизаторов, при этом снижается КПД.

4 Схема

Схема позволяет получить регулируемый источник опорного напряжения с относительно низким внутренним сопротивлением.

Параметры кремниевых стабилитронов сильно зависят от температуры окружающей среды, что вызывает необходимость использования термокомпенсации.

Для уменьшения влияния окружающей температуры последовательный стабилитрон вкл. диоды с отрицательным температурным коэффициентом.

В качестве термокомпенсации можно использовать стабилитрон, включенный в прямом направлении. При этом он будет иметь отрицательный ТКР.

5 Схема Транзисторные генераторы тока

Простейший стабилизатор обычно обеспечивает ток нагрузки, не превышающий ток стабилизации стабилитрона.

Схема 1

Для увеличения выходного тока стабилизатора нужно применить управляющий элемент, имеющий малое статическое сопротивление и большое динамическое сопротивление. В качестве такого элемента можно использовать транзистор. В этом случае стабилитрон будет запитан от источника, имеющее большое внутреннее сопротивление. Такие схемы называют генераторами тока.

Схемы 2

Использование генератора тока позволило резко увеличить коэффициент стабилизации.

Для увеличения выходного тока используют усилитель тока. Усилителем тока можно применить эммитерный повторитель. Эммитерный повторитель усиливает ток, выработанный параметрическим стабилизатором, поэтому можно считать R1 VD1 является источником опорного напряжения, а транзистор – управляющим элементом.

Для получения высокого коэффициента стабилизации и выходного тока необходимо использовать и генератор тока и эммитерный повторитель

Компенсационные стабилизаторы

Параметрические стабилизаторы имеют достаточно низкий коэффициент стабилизации и большое внутреннее сопротивление. Для улучшения параметров стабилизатора используют компенсационные схемы.

Схема

Простейший компенсационный стабилизатор можно собрать на двух транзисторах, один из которых является управляющим элементом, а другой – дифференцирующим усилителем.

Схема

VT2 является УТП. На его эмиттер подано напряжение ИОН, выполненного на резисторе R2 и стабилитроне VT1, т.е. напряжение на стабилитроне стабильно. На базу подаётся часть выходного напряжения с делителя напряжения R3 R4 R5.

Схема работает следующим образом: если по какой-либо причине выходное напряжения стабилизатора начнёт увеличиваться, то начнёт увеличиваться напряжение на базе VT2 и транзистор начнёт открываться а значит напряжение на базе VT1 уменьшается. Так как VT1 включен по схеме с общим коллектором, следовательно, напряжение эмиттера так же упадёт, т.е. вернётся к норме.

В этой схеме при помощи резистора R4 можно точно настроить выходное напряжение. Источник опорного напряжения в этой схеме запитан от стабильного напряжения, а значит, за счёт этого повышается коэффициент стабилизации.

Рассмотрим схемы компенсационных стабилизаторов на основе интегрального усилителя.

Схема

Основой стабилизатора является усилитель DA1. На инвертирующий вход усилителя подана часть выходного напряжения с делителя R2 R3. На не инвертирующий вход подана часть опорного напряжения с делителя R4 R5 . Эти напряжения сравниваются в усилителе. Если выходное напряжение станет больше нормы, то напряжение на инвертирующем будет больше, чем на не инвертирующем, возникают отрицательные разности, напряжение на выходе начинает уменьшаться. Это напряжение подаётся на базу VT1, следовательно потенциал базы становится ниже, что оказывает закрывающее действие на транзистор, тем самым на эмиттере VT1 напряжение приводится к норме.