Порядок выполнения работы

1. Подключая к выпрямителю различные типы фильтров снять зависимость внешнюю характеристику выпрямителя U_L = f(I_L)

2. С помощью осциллографа для трех токов нагрузки измерить время заряда разряда емкости для С и RC-фильтров.

таблица

UL, В								IL, А
Тип фильтра
№	Без фильтра	С	L	RC		LC
				Г	П	Г	П
1
…
8

3. С помощью осциллографа произвести измерение амплитуды переменной составляющей выпрямленного напряжения. Построить зависимость U_L = f(I_L). Рассчитать коэффициент пульсаций K_P.

таблица

UL, В								IL, А	KP
Тип фильтра
№	Без фильтра	С	L	RC		LC
				Г	П	Г	П
1
…
5

Лабораторная работа №4 Исследование работы стабилизатора напряжения на стабилитроне

Принцип работы стабилитрона основан на явлении электрического пробоя р-п перехода при подаче на диод обратного напряжения. В связи с этим на вольтамперной характеристике имеется участок со слабой зависимостью напряжения от протекающего тока (рис). Стабилитрон всегда включается параллельно нагрузке.

Рис.2.12. Вольтамперная характеристика стабилитрона (а)и схема параметрического стабилизатора на его основе (б)

В качестве исходного материала для изготовления стабилитронов используется кремний, имеющий большую ширину запрещенной зоны и соответственно малый обратный ток, в связи с чем вероятность возникновения теплового пробоя очень мала.

По величине допустимой мощности рассеивания Р_M стабилитроны подразделяются на стабилитроны малой (-Р_M < 0,3 Вт), средней(0,3 Вт < Р_M < 5 Вт) и большой мощности (Р_M < 5 Вт).

Промышленностью выпускаются следующие разновидности стабилитронов: общего назначения, прецизионные, импульсные, двухдиодные, стабисторы.

Стабилитроны общего назначения используются в схемах стабилизаторов источников питания, ограничителей, фиксаторов уровня напряжения по схеме параметрического стабилизатора. Прецизионные стабилитроны используются в качестве источников опорного напряжения с высокой степенью стабилизации и термокомпенсации.

Импульсные стабилитроны используются для стабилизации постоянного и импульсного напряжений, а также ограничения амплитуды импульсов напряжения малой длительности.

Двуханодные (двухдиодные, двухсторонний) стабилитроны стабилизаторы применяются в схемах стабилизации и двухстороннего ограничения напряжения, устройствах защиты элементов электрических цепей от перенапряжений обеих полярностей. в качестве источников опорного напряжения.

Стабисторы используются для стабилизации малых значений напряжения, причем рабочим является прямое смещение диода.

Генератор шума – это стабилитрон, работающий на грани пробоя. Напряжение пробоя стабилитрона в этом режиме нестабильно кроме постоянного напряжения генерируется шумовое напряжение. Спектр шума равномерен до частоты 3,5 МГц.

Ограничитель напряжения – полупроводниковый диод, работающий в режиме туннельного или лавинного пробоя, предназначен для защиты электрических цепей от перенапряжения. От обычных стабилитронов отличается высоким быстродействием и большими допускаемыми импульсными токами, быстродействие измеряется пикосекундами. Бывают симетричные и несиметричные

Параметры стабилитрона следующие: номинальное напряжение стабилизации U_ZТ – падение напряжения на стабилитроне в области стабилизации при номинальном значении тока I_ZТ (единицы - десятки В); минимальный ток стабилизации I_ZK (доли мА - десятки мА) и максимальный ток стабилизации I_ZM (единицы мА - единицы А) значение тока, протекающего через стабилитрон при устойчивом пробое перехода; Номинальный ток стабилизации I_Z; дифференциальное сопротивление Z_Z = U_Z./I_Z ношение приращения напряжения стабилизации к вызвавшему его приращению тока (единицы - десятки Ом). Чем меньше Z_ZT, тем лучше стабилизация напряжения; статическое сопротивление стабилитрона в данной рабочей точке характеризует омические потери – Z_ZT при I_ZТ; температурный коэффициент напряжения стабилизации (ТКН) – отношение относительного изменения напряжения стабилизации U_Z/U_Z при изменении температуры окружающей среды AT и постоянном токе стабилизации:

Для уменьшения ТКН последовательно со стабилитроном включают полупроводниковые диоды в прямом направлении или терморезисторы с ТКС противоположного знака.

Для уменьшения температурного коэффициента напряжения стабилизации используют прецизионные стабилитроны, у которых имеются три последовательно соединенных р-п перехода.

Стабисторами называют диоды, у которых для стабилизации напряжения используется прямая ветвь ВАХ. Особенностью стабисторов является малое напряжение стабилизации (0,35...1,9) В, которое определяется прямым падением напряжения на диоде.