1.8. Параметрический стабилизатор на стабилитроне

Параметрический стабилизатор напряжения – это устройство, в котором стабилизация выходного напряжения достигается за счет сильной нелинейности вольтамперной характеристики электронных компонентов, использованных для построения стабилизатора, то есть за счет внутренних свойств электронных компонентов.

Для построения параметрических стабилизаторов напряжения обычно используются стабилитроны, стабисторы и транзисторы.

Из-за низкого КПД такие стабилизаторы находят применение в основном в слаботочных схемах с нагрузками до нескольких десятков миллиампер. Наиболее часто они используются как источники опорного напряжения, например, в схемах компенсационных стабилизаторов напряжения.

Параметрические стабилизаторы напряжения бывают однокаскадными, многокаскадными и мостовыми.

Работа стабилизатора основана на том свойстве стабилитрона, что на рабочем участке вольтамперной характеристики (от I_ст minдоI_ст max) напряжение на стабилитроне практически не изменяется.

Простейшая схема параметрического стабилизатора на стабилитроне представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Базовая схема стабилизатора на стабилитроне

При изменении входного напряжения изменяются ток через балластный резистор R_б(ограничительный, гасящий) и ток через стабилитрон, а напряжение на нагрузке практически не меняется (оно остаётся таким же, как и на стабилитроне). То есть, излишки входного напряжения гасятся балластным резистором.

При изменении тока нагрузки напряжение на нагрузке практически не меняется, а изменяется ток через стабилитрон.

2. Самостоятельная подготовка к выполнению лабораторной работы

1. Изучить физические процессы, происходящие в p-n-переходе; основные характеристики и параметры диодов и стабилитронов.

2. Изучить сущность проводимых в данной лабораторной работе исследований.

3. Подготовить бланк отчета в соответствии с требованиями к выполнению лабораторных работ.

2.1. Контрольные вопросы

1. Почему в p-n-переходе образуется потенциальный барьер?

2. Чем обусловлен диффузионный ток?

3. Чем обусловлен дрейфовый ток?

4. Объяснить, что происходит при прямом и обратном включении p-n-перехода.

5. Полупроводниковый диод. Представить схемы включения диода в прямом и обратном направлениях.

6. Вольтамперная характеристика диода. Представить на ВАХ необходимые построения для определения: U_пор; а такжеR_стиr_дпри прямом и обратном включении.

7. Объяснить отличия стабилитрона от диода.

8. ВАХ стабилитрона. Представить на ВАХ необходимые построения для определения U_ст номиr_д. Объяснить, почему стабилизация напряжения лучше, когдаr_дменьше.

9. Объяснить, по какому параметру, и каким образом можно определить механизм пробоя конкретного стабилитрона.

3. Порядок выполнения лабораторной работы

3.1. Измерение напряжения на диоде

1. Соберите и включите схему, представленную на рисунке 8.

Рисунок 8 – Схема измерения напряжения на диоде

2. Измерьте с помощью мультиметра Ми запишите напряжение на диоде при прямом смещенииU_пр.

3. Переверните диод D1 и снова включите схему.

Измерьте и запишите напряжение на диоде при обратном смещении U_обр.

4. Письменно объясните полученные результаты.