7. Содержание отчёта по работе

Отчет по работе должен содержать следующие разделы:

– цель работы;

– схемы для получения прямой и обратной ветвей ВАХ стабилитрона;

– таблицы с результатами измерений;

– графики ВАХ для нормальной и повышенной температур;

– рассчитанные параметры диода;

– выводы по результатам проделанной работы.

8. Контрольные вопросы

– Дайте определение понятия «вольт-амперная характеристика диода».

– Что такое «пробой p-n-перехода»?

– Перечислите виды пробоя p-n-перехода и объясните физический смысл каждого из них.

– В чем состоит отличие стабилитрона от выпрямительного диода.

9

РАБОТА 2

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ

1. Цель работы

Определение основных параметров параметрического стабилизатора напряжения.

2. Домашняя подготовка к выполнению работы

2.1 Изучите схему стабилизатора. Объясните назначение элементов схемы [3,4].

2.2 Из работы 1 выпишите полученное в результате измерений ТКН стабилитрона.

2.3 Ответьте на контрольные вопросы.

3. Расчетная часть

Из таблицы 6 выбрать тип стабилитрона согласно варианту. По типу стабилитрона оценить напряжение стабилизации по последним цифрам в шифре. (Стабилитрону BZV49-C7V6 соответствует напряжение U_CT = 7.6 B).

– Вычислить максимальное входное напряжение U_ВХm ≈ 7·U_СТ. Полученное значение округлить до ближайшего целого. (Например, если U_CT = 7.6 B, то принять U_ВХm = 53 В).

– Вычислить величину сопротивления R₀, задавшись максимальным входным током I_ВХm = 0,6 А. R₀ = U_ВХm /0.6 = 88 Ом.

Полученное значение привести к ближайшему номинальному значению из нормированного ряда Е12 (1,0; 1,2; 1,5; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2, 9,1).

Для приведенного примера примем R₀ = 91 Ом.

Табл. 6. Данные для моделирования стабилизатора.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
UСТ В	7.6	8.2	9.1	6.2	6.8	6.2	9.1	6.8	7.5	8.2	8.2	7.5
RН, Ом	60	70	70	50	40	40	60	40	50	70	60	50
rД Ом	0.3	0.4	0.5	0.4	0.3	0.3	0.5	0.3	0.4	0.5	0.4	0.4
Pдоп Вт	2.4	4.2	5.4	3.6	3.6	3.6	5.4	3.6	4.2	4.2	4.2	4.2
Тип стаби-литрона	BZV49-С7V6	BZV49-C8V2	BZV49-С9V1	BZV49-C6V2	BZV49-C6V8	BZV55-C6V2	BZV55-C9V1	BZV55-C6V8	BZV55-C7V5	BZV49-C8V2	BZV55-C8V2	BZV49-C7V5

10

– Вычислить выходное сопротивление стабилизатора (1.1).

– Вычислить коэффициент стабилизации, приняв U_BX = U_ВХm (1.2). Величину сопротивления r_д взять из таблицы 6 согласно варианту.

– Приняв R_H = R₀, вычислить ток нагрузки I_H = U_CT/R_H.

– Оценить КПД стабилизатора при U_ВХm и I_ВХm (1.4).

4. Основные термины и определения

Стабилизаторы напряжения предназначены для уменьшения влияния на выходное напряжение изменения входного напряжения, изменения тока нагрузки и изменения температуры окружающей среды.

В параметрическом стабилизаторе используется свойство вольтамперной характеристики стабилитрона, имеющей участок с малоизменяющимся напряжением в довольно широком интервале изменения токов.

При включении такого прибора параллельно нагрузке и наличии ограничивающего ток сопротивления R₀ изменения входного напряжения вызывают изменения тока стабилитрона, но не тока нагрузки. При изменении тока нагрузки I_Н происходит перераспределение тока между нагрузкой и стабилитроном. В обоих случаях напряжение на стабилитроне остается неизменным рис. 6.

Для определения основных параметров стабилизатора заменим исходную схему эквивалентной. Стабилитрон заменим его эквивалентной схемой и введем во входную цепь источник напряжения, соответствующий изменению входного напряжения ∆U_ВХ рис. 7.

Выходное сопротивление R_ВЫХ = ΔU_СТ/ΔI_Н.

R_ВЫХ = r_д // R₀ ≈ r_д, так как R₀ >> r_д. (1.1)

Коэффициент стабилизации, показывающий во сколько раз изменение напряжения на выходе меньше изменений напряжения на входе

· .

11

Для параметрического стабилизатора

К_СТ = (U_СТ/U_ВХm)·(R₀/ r_д), т.к. обычно R₀ >> r_д. (1.2)

Из соотношения следует, что для повышения коэффициента стабилизации необходимо увеличивать ограничительное сопротивление R₀. Однако для обеспечения заданного режима работы стабилизатора необходимо увеличивать входное напряжение, что не всегда возможно. В этом случае вместо сопротивления применяют генератор стабильного тока (ГСТ), выходное сопротивление которого высокое. ГСТ обычно строят на транзисторе. Температурный коэффициент нестабильности (ТКН)

ТКН = (ΔU_ВЫХ/U_ВЫХ)·(1/Δt)·100% [%/град] (1.3)

Коэффициент полезного действия (КПД)

U_СТ ·I_H

U_BXm ·I_BX

КПД = η = Р_Н/Р_ВХ = . (1.4)