Diode LED Zenerdiode

Nicht passen. Wird töten! (c)

Ich werde versuchen, die Arbeit mit Dioden, LEDs sowie Zenerdioden an den Fingern zu erklären. Erfahrene Elektronikingenieure können den Artikel überspringen, da sie für sich selbst nichts Neues finden. Ich werde nicht auf die Theorie der Elektronenlochleitfähigkeit des pn-Übergangs eingehen. Ich glaube, dass dieser Lernansatz nur Anfänger verwirren wird. Dies ist eine bloße Theorie, die für die Praxis fast irrelevant ist. Für theoretisch Interessierte schlage ich diesen Artikel jedoch vor . Willkommen bei allen unter Katze.

Dies ist der zweite Artikel aus dem Elektronikzyklus. Ich empfehle auch, die erste zu lesen, in der angegeben ist, was elektrischer Strom und Spannung sind.

Eine Diode ist eine Halbleitervorrichtung mit 2 Stiften zum Verbinden. In einfachen Worten, es wird hergestellt, indem 2 Halbleiter mit verschiedenen Arten von Verunreinigungen verbunden werden. Sie werden als Donor und Akzeptor n bzw. p bezeichnet, daher enthält die Diode einen pn-Übergang im Inneren. Die Befunde, die üblicherweise aus verzinntem Kupfer bestehen, werden als Anode (A) und Kathode (K) bezeichnet. Diese Begriffe stammen aus der Zeit der elektronischen Lampen und werden schriftlich verwendet, um die Richtung der Diode anzugeben. Die grafische Bezeichnung ist viel einfacher. Die Namen der Schlussfolgerungen der Diode werden sich in der Praxis selbst merken.


Wie ich bereits geschrieben habe, werden wir die Theorie der Elektronenlochleitfähigkeit der Diode nicht verwenden. Wir kapseln diese Theorie einfach in eine Blackbox mit zwei Klemmen zum Anschluss. In etwa der gleichen Weise kapseln Programmierer die Arbeit mit Bibliotheken von Drittanbietern, ohne auf die Details ihrer Arbeit einzugehen. Wenn wir zum Beispiel einen Staubsauger verwenden, gehen wir nicht auf Details darüber ein, wie er im Inneren angeordnet ist. Er funktioniert einfach und es ist für uns wichtig, dass eine der Eigenschaften eines Staubsaugers das Ansaugen von Staub ist.

Betrachten Sie die Eigenschaften der Diode, die am offensichtlichsten sind:

• Von der Anode zur Kathode wird diese Richtung direkt genannt, die Diode leitet Strom.
• Von der Kathode zur Anode in entgegengesetzter Richtung lässt die Diode keinen Strom durch. (Eigentlich nicht. Aber dazu später mehr.)
• Wenn Strom in Vorwärtsrichtung fließt, fällt eine bestimmte Spannung über die Diode ab.

Vielleicht sind Ihnen diese Eigenschaften bereits bekannt. Es gibt jedoch einige Ergänzungen. Was gilt als direkt und was ist die entgegengesetzte Richtung? Direkt wird ein solcher Einschluss genannt, wenn die Spannung an der Anode größer ist als an der Kathode. Das Gegenteil ist das Gegenteil. Vorwärts- und Rückwärtseinschluss ist eine Konvention. In realen Schaltkreisen kann sich die Spannung an derselben Diode von direkt nach umgekehrt und umgekehrt ändern.

Eine Siliziumdiode beginnt erst dann einen signifikanten Strom zu leiten, wenn die Spannung an der Anode ungefähr 0,65 V höher ist als an der Kathode. Nein, nicht so. Wenn mindestens ein Teil des Stroms fließt, bildet sich an der Diode ein Spannungsabfall von ungefähr 0,65 V oder höher.

Eine Spannung von 0,65 V wird als direkter Spannungsabfall am pn-Übergang bezeichnet. Dies ist nur ein ungefährer Durchschnittswert, der von der Strom-, Kristalltemperatur- und Diodenherstellungstechnologie abhängt. Wenn sich der fließende Strom ändert, ändert er sich nichtlinear. Um diese Nichtlinearität irgendwie grafisch anzuzeigen, entfernen die Hersteller die Strom-Spannungs-Eigenschaften der Diode. In Hochleistungs-Hochspannungsdioden kann der Spannungsabfall mehr als 2, 3 usw. betragen. mal. Dies bedeutet, dass mehrere pn-Übergänge innerhalb der Diode in Reihe geschaltet sind.

Um den Spannungsabfall zu bestimmen, können Sie die Strom-Spannungs-Kennlinie (CVC) der Diode in Form eines Diagramms verwenden. Manchmal werden diese Diagramme in Datenblättern für echte Diodenmodelle angegeben, häufiger jedoch nicht. In der ersten Tabelle, die mir aufgefallen ist, ist der CVC KD243A unten dargestellt. Obwohl dies nicht wichtig ist, sind sie alle ungefähr ähnlich.


In der Grafik ist Upr ein direkter Spannungsabfall über der Diode. Ipr - Strom fließt durch die Diode. Die Grafik zeigt den Spannungsabfall an der Diode, wenn der n-te Strom fließt. Meistens werden in den Datenlisten jedoch keine echten I-V-Eigenschaften angezeigt, sondern es wird ein direkter Spannungsabfall angezeigt, der bei einem bestimmten Strom angezeigt wird. In der englischen Literatur wird der Spannungsabfall als Durchlassspannung bezeichnet.

Wie bewerbe ich mich?

Der Spannungsabfall an der Diode ist für uns eine schlechte Eigenschaft, da diese Spannung keine nützliche Arbeit leistet und als Wärme auf das Diodengehäuse abgeführt wird. Je kleiner der Tropfen, desto besser. Typischerweise wird der Spannungsabfall über der Diode basierend auf dem durch die Diode fließenden Strom bestimmt. Schalten Sie beispielsweise die Diode in Reihe mit der Last ein. Im Wesentlichen schützt dies den Stromkreis vor Überbehandlung, falls die Stromversorgung abnehmbar ist. In der folgenden Abbildung wird ein 47-Ohm-Widerstand als geschützte Schaltung verwendet, obwohl es sich in Wirklichkeit um alles handeln kann, beispielsweise um einen Abschnitt einer großen Schaltung. Das Netzteil ist eine 12-V-Batterie.


Angenommen, eine Last ohne Diode verbraucht 255 mA. In diesem Fall kann dies nach dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: I = U / R = 12/47 = 0,255 A oder 255 mA. Obwohl in der Regel der Verbrauch eines Kugelkreises im Vakuum bereits bekannt ist, zumindest durch die maximalen Eigenschaften der Stromversorgung. Ermitteln Sie den Spannungsabfall für die KD243A-Diode bei 0,255 A des fließenden Stroms bei 25 Grad auf der I - V-Kurve. Sie entspricht ungefähr 0,75 V. Diese 0,75 V fallen auf die Diode, und um die Schaltung mit Strom zu versorgen, bleiben 12 - 0,75 = 11,25 V - manchmal reicht dies möglicherweise nicht aus. Als Bonus können Sie die Leistung in Form von Wärme und Verlusten finden, die an der Diode gemäß der Formel P = I * U = 0,75 * 0,255 = 0,19 W abgegeben werden, wobei I und U der Strom durch die Diode und der Spannungsabfall über der Diode sind.

Was tun, wenn die I-V-Kurve nicht verfügbar ist? Beispielsweise wird für die beliebte Diode 1n4007 nur die Durchlassspannung der Durchlassspannung 1 V bei einem Strom von 1 A angezeigt. Es ist erforderlich, diesen Wert zu verwenden oder den tatsächlichen Abfall zu messen. Und wenn dieser Wert für keine Diode angezeigt wird, werden durchschnittlich 0,65 V ausgegeben. In der Realität ist es einfacher, diesen Spannungsabfall mit einem Voltmeter in der Schaltung zu messen, als ihn in den Diagrammen zu suchen. Ich denke, es ist nicht nötig zu erklären, dass das Voltmeter mit einer konstanten Spannung eingeschaltet werden sollte, wenn ein konstanter Strom durch die Diode fließt und die Sonden die Anode und Kathode der Diode berühren sollten.

Ein wenig über andere Eigenschaften

Wenn Sie im vorherigen Beispiel die Batterie umdrehen, meine ich das Ändern der Polarität, siehe untere Abbildung, der Strom fließt nicht und der Spannungsabfall über der Diode beträgt im schlimmsten Fall 12 V - die Batteriespannung. Die Hauptsache ist, dass diese Spannung die Durchbruchspannung unserer Diode nicht überschreitet, es ist die Sperrspannung, es ist auch Durchbruchspannung. Eine weitere Bedingung ist wichtig: Der Strom in Vorwärtsrichtung durch die Diode hat den Nennstrom der Diode nicht überschritten, er ist auch Vorwärtsstrom. Dies sind die beiden Hauptparameter, anhand derer die Diode ausgewählt wird: Durchlassstrom und Rückwärtsspannung.

Manchmal geben die Datenlisten auch die Verlustleistung durch die Diode oder die Nennleistung (Verlustleistung) an. Wenn es angezeigt wird, darf es nicht überschritten werden. Wie man es berechnet, haben wir bereits im vorherigen Beispiel herausgefunden. Wenn die Stromversorgung jedoch nicht angezeigt wird, müssen Sie durch den Strom navigieren.

Sie sagen, dass in der entgegengesetzten Richtung der Strom durch die Diode nicht gut fließt oder fast nicht fließt. Tatsächlich fließt ein Leckstrom durch ihn, ein Rückstrom in der englischen Literatur. Dieser Strom ist sehr gering, von einigen Nanoampere für Dioden mit geringer Leistung bis zu mehreren hundert Mikroampere für leistungsstarke Dioden. Dieser Strom hängt auch von der Temperatur und der angelegten Spannung ab. In den meisten Fällen spielt der Leckstrom keine Rolle, zum Beispiel wie im vorherigen Beispiel. Wenn Sie jedoch mit Nano-Verstärkern arbeiten und eine Art Schutzdiode am Eingang des Operationsverstärkers anbringen, kann dies passieren ... Die Schaltung verhält sich ganz anders. wie ich dachte.

Dioden haben auch eine kleine Streukapazität. Das heißt, dies ist tatsächlich ein Kondensator, der parallel zur Diode geschaltet ist. Diese Kapazität muss bei schnellen Prozessen berücksichtigt werden, wenn die Diode in einer Schaltung mit zehn oder Hunderten von Megahertz arbeitet.

Auch ein paar Worte zum Begriff „Nennwert“. In der Regel geben der Nennstrom und die Nennspannung an, dass der Hersteller bei Überschreitung dieser Parameter den Betrieb des Produkts nicht garantiert, sofern nicht anders angegeben. Dies gilt für alle elektronischen Komponenten und nicht nur für die Diode.

Was kann man noch tun?

Es gibt viele Anwendungen von Dioden. Funkelektroniker erfinden ihre Schaltkreise normalerweise aus Teilen anderer Schaltkreise, den sogenannten Bausteinen. Hier sind einige Optionen.

Zum Beispiel eine Schaltung zum Schutz digitaler oder analoger Eingänge vor Überspannung:


Dioden in dieser Schaltung lassen während des normalen Betriebs keinen Strom durch. Nur Leckstrom. Wenn jedoch eine Überspannung mit einer positiven Halbwelle am Eingang auftritt, d.h. Die Eingangsspannung wird größer als Upit plus ein direkter Spannungsabfall über der Diode, die obere Diode öffnet sich und der Eingang schließt sich zum Leistungsbus. Wenn eine negative Halbwellenwelle auftritt, öffnet die untere Diode und der Eingang schließt gegen Masse. In dieser Schaltung ist es übrigens umso besser, je weniger Leckage und Kapazität der Dioden vorhanden sind. Solche Schutzschemata existieren in der Regel bereits in allen modernen digitalen Mikroschaltungen innerhalb des Chips. Externe leistungsstarke Baugruppen von TVS-Dioden schützen beispielsweise USB-Anschlüsse an Motherboards.

Sie können auch einen Gleichrichter aus Dioden zusammenbauen. Dies ist eine sehr verbreitete Art von Schaltung, und kaum einer der Leser hat von ihnen gehört. Gleichrichter sind Halbwelle, Halbwelle und Brücke. Den Halbwellengleichrichter haben wir bereits in unserem ersten langlebigen Beispiel kennengelernt, als wir über den Schutz vor Überholmanövern nachdachten. Es hat keine besonderen Vorteile, außer dem Plus an der Batterie. Einer der wichtigsten Nachteile, der die Anwendung einer Halbwellengleichrichterschaltung in der Praxis einschränkt: Die Schaltung arbeitet nur mit positiver Halbwellenspannung. Die negative Spannung wird vollständig abgeschaltet und der Strom fließt nicht. "Na und?" Sie sagen: "Ich werde so genug Kraft haben!" Aber nein, wenn sich ein solcher Gleichrichter hinter dem Transformator befindet, fließt der Strom nur in einer Richtung durch die Wicklungen des Transformators und somit wird das Transformatoreisen zusätzlich magnetisiert. Der Transformator kann in die Sättigung gehen und sich viel mehr aalen als er sollte.

Zwei-Halbwellen-Gleichrichter haben diesen Nachteil nicht, benötigen jedoch eine durchschnittliche Leistung der Transformatorwicklung. Hier ist bei einer positiven Polarität der Wechselspannung die obere Diode offen und bei einer negativen Polarität die untere. Der Wirkungsgrad des Transformators wird nicht voll ausgeschöpft.


Brückenschaltungen weisen diese beiden Nachteile nicht auf. Jetzt sind jedoch zu jedem Zeitpunkt zwei Dioden im Strompfad enthalten: eine direkte und eine umgekehrte Diode. Der Spannungsabfall an den Dioden verdoppelt sich und beträgt nicht 0,65-1 V, sondern durchschnittlich 1,3-2 V. Bei diesem Abfall wird die gleichgerichtete Spannung berücksichtigt.


Zum Beispiel müssen wir 18 Volt gleichgerichtete Spannung bekommen, welchen Transformator sollen wir dafür wählen? 18 Volt plus ein Abfall der Dioden ergeben einen Durchschnitt von 1,4 V, was 19,4 V entspricht. Aus dem vorherigen Artikel wissen wir, dass der Amplitudenwert der Wechselspannung an der Wurzel zweimal größer ist als ihr tatsächlicher Wert. Daher beträgt im Sekundärkreis des Transformators die effektive Wechselspannung 19,4 / 1,41 = 13,75 V. In Anbetracht der Tatsache, dass die Spannung im Netzwerk bis zu 10% betragen kann und auch unter der Last die Spannung etwas abfällt, werden wir einen Transformator 230/15 V wählen.

Die Leistung des benötigten Transformators kann aus dem Laststrom berechnet werden. Zum Beispiel werden wir eine Last von einem Ampere an einen Transformator anschließen. Dies ist, wenn mit einem Rand. Lassen Sie immer einen kleinen Spielraum von 20-40%. Nur durch die Leistungsformel können Sie P = U * I = 15 * 1 = 15 VA finden, wobei U und I die Spannung und der Strom der Sekundärwicklung sind. Wenn mehrere Sekundärwicklungen vorhanden sind, summieren sich deren Kapazitäten. Plus Transformationsverlust plus Marge, wählen Sie also einen 20-40 VA-Transformator. Obwohl Transformatoren häufig mit Angabe des Stroms der Sekundärwicklungen verkauft werden, schadet es nicht, die Gesamtleistung zu überprüfen.

Nach der Gleichrichterbrücke wird ein Glättungskondensator benötigt, der in der Abbildung nicht dargestellt ist. Vergiss ihn nicht! Es gibt intelligente Formeln zur Berechnung dieses Kondensators in Abhängigkeit von der Anzahl der Welligkeiten, aber ich empfehle diese Regel: Setzen Sie einen Kondensator von 10000 μF pro Ampere Stromverbrauch. Die Kondensatorspannung ist nicht geringer als die ohne Last gleichgerichtete Spannung. In diesem Beispiel können Sie einen Kondensator mit einem Nennwert von 25 V verwenden.

Wir wählen Dioden in dieser Schaltung für einen Strom> = 1A und eine Sperrspannung mit einem Spielraum von mehr als 19,4 V, zum Beispiel 50-1000 V. Sie können Schottky-Dioden verwenden. Dies sind die gleichen Dioden, nur mit einem sehr kleinen Spannungsabfall, der oft mehrere zehn Millivolt beträgt. Der Nachteil von Schottky-Dioden ist jedoch, dass sie nicht bei mehr oder weniger hohen Spannungen von mehr als 100 V erzeugt werden. Genauer gesagt, sie wurden kürzlich veröffentlicht, aber ihre Kosten sind himmelhoch und die Vorteile liegen nicht so auf der Hand.

LED

Es ist innen ganz anders angeordnet als eine Diode, hat aber die gleichen Eigenschaften. Sie leuchtet nur, wenn Strom in Vorwärtsrichtung fließt.


Der ganze Unterschied zur Diode in einigen Eigenschaften. Das wichtigste ist ein direkter Spannungsabfall. Sie ist für eine herkömmliche Diode viel größer als 0,65 V und hängt hauptsächlich von der Farbe der LED ab. Ausgehend von Rot, dessen Spannungsabfall durchschnittlich 1,8 V beträgt und mit einer weißen oder blauen LED endet, deren Abfall etwa 3,5 V beträgt, sind diese Werte im unsichtbaren Spektrum jedoch breiter.


Tatsächlich ist der Spannungsabfall hier die minimale Zündspannung der Diode. Bei einer niedrigeren Spannung hat die Stromquelle keinen Strom und die Diode leuchtet einfach nicht auf. Bei leistungsstarken Beleuchtungs-LEDs kann der Spannungsabfall mehrere zehn Volt betragen. Dies bedeutet jedoch nur, dass sich im Inneren des Kristalls viele seriell-parallele Diodenanordnungen befinden.

Aber jetzt sprechen wir über die einfachsten Anzeige-LEDs. Sie werden in verschiedenen Fällen hergestellt, meist in halbkreisförmigen Fällen mit einem Durchmesser von 3, 5, 10 mm.


Jede Diode leuchtet abhängig vom fließenden Strom. In der Tat ist es ein aktuelles Gerät. Der Spannungsabfall wird automatisch ermittelt. Wir stellen den Strom selbst ein. Moderne Anzeigedioden beginnen mehr oder weniger bei einem Strom von 1 mA zu leuchten, und bei 10 mA brennen die Augen bereits aus. Für leistungsstarke Beleuchtungsdioden müssen Sie die Dokumentation lesen.

LED-Anwendung

Wenn Sie nur den entsprechenden Widerstand haben, können Sie den gewünschten Strom durch die Diode einstellen. Natürlich benötigen Sie auch ein Gleichstromnetzteil, beispielsweise eine 4,5-V-Batterie oder ein anderes Netzteil.

Zum Beispiel setzen wir einen Strom von 1 mA durch eine rote LED mit einem Spannungsabfall von 1,8 V.


Das Diagramm zeigt die Knotenpotentiale, d.h. Spannung relativ zu Null. In welche Richtung die LED eingeschaltet werden soll, zeigt das Multimeter im Wählmodus am besten an, da manchmal chinesische LEDs mit gemischten Beinen auftreten. Wenn Sie die Multimeter-Sonden in die richtige Richtung berühren, sollte die LED schwach leuchten.

Da eine rote LED verwendet wird, fallen 4,5 - 1,8 = 2,7 V am Widerstand ab. Dies ist durch das zweite Kirchhoff-Gesetz bekannt: Die Summe der Spannungsabfälle in den aufeinanderfolgenden Abschnitten der Schaltung ist gleich der Batterie-EMK, d.h. 2,7 + 1,8 = 4,5 V. Um den Strom auf 1 mA zu begrenzen, muss der Widerstand nach dem Ohmschen Gesetz einen Widerstand R = U / I = 2,7 / 0,001 = 2700 Ohm haben, wobei U und I die Spannung über dem Widerstand und der Strom sind, den wir benötigen. Vergessen Sie nicht, die Werte in SI-Einheiten, in Ampere und Volt umzurechnen. Da die Ausgangswiderstandswerte standardisiert sind, wählen wir die nächstgelegene Standardleistung von 3,3 kOhm. Natürlich ändert sich der Strom und er kann nach dem Ohmschen Gesetz I = U / R neu berechnet werden. Aber oft ist dies nicht wichtig.

In diesem Beispiel ist der von der Batterie gelieferte Strom gering, so dass der Innenwiderstand der Batterie vernachlässigt werden kann.

Bei LEDs ist alles gleich, nur Ströme und Spannungen sind höher. Aber manchmal brauchen sie keinen Widerstand mehr, Sie müssen sich die Dokumentation ansehen.

Noch etwas zu LED

In der Tat ist das Licht der Hauptzweck der LED. Es gibt aber noch eine andere Anwendung. Beispielsweise kann eine LED als Referenzspannungsquelle dienen. Sie sind beispielsweise notwendig, um Stromquellen zu erhalten. Als Referenzspannungsquellen werden rote LEDs verwendet, da sie weniger verrauscht sind. Sie sind wie im vorherigen Beispiel in der Schaltung enthalten. Da die Batteriespannung relativ konstant ist, ist auch der Strom durch den Widerstand und die LED konstant, so dass der Spannungsabfall konstant bleibt. Von der Anode der LED, wo 1,8 V sind, wird ein Abgriff vorgenommen und diese Referenzspannung wird in anderen Teilen der Schaltung verwendet.

Zur zuverlässigeren Stabilisierung des Stroms auf der LED mit einer pulsierenden Spannung der Stromquelle wird anstelle eines Widerstands eine Stromquelle in die Schaltung eingebracht. Stromquellen und Spannungsreferenzquellen sind jedoch das Thema eines anderen Artikels. Vielleicht schreibe ich es eines Tages.

Zenerdiode

In der englischen Literatur wird die Zenerdiode als Zenerdiode bezeichnet. Alles ist das gleiche wie die Diode, in direkter Verbindung. Jetzt sprechen wir nur noch über das Rückwärtsschalten. Bei dem umgekehrten Einschluss unter Einwirkung einer bestimmten Spannung auf die Zenerdiode tritt ein reversibler Durchschlag auf, d.h. Strom beginnt zu fließen. Dieser Durchschlag ist völlig Standard und der Zener-Dioden-Betriebsmodus im Gegensatz zur Diode, bei der die Diode bei Erreichen der Nenn-Sperrspannung einfach ausfiel. Gleichzeitig kann der Strom durch die Zenerdiode im Durchbruchmodus variieren und der Spannungsabfall über der Zenerdiode bleibt nahezu unverändert.


Was gibt uns das? Tatsächlich handelt es sich um einen Niederspannungsspannungsregler. Die Zenerdiode hat alle die gleichen Eigenschaften wie die Diode, zuzüglich der Stabilisierungsspannung Ust oder der nominalen Zenerspannung. Sie wird bei einem bestimmten Stabilisierungsstrom Ist oder Teststrom angezeigt. Auch in der Dokumentation für Zenerdioden geben Sie den minimalen und maximalen Stabilisierungsstrom an.Wenn sich der Strom von minimal nach maximal ändert, schwankt die Stabilisierungsspannung etwas, aber leicht. Siehe Strom-Spannungs-Eigenschaften.


Der Arbeitsbereich der Zenerdiode ist grün markiert. Die Abbildung zeigt, dass die Spannung im Arbeitsbereich nahezu unverändert ist und sich durch die Zenerdiode ein breiter Strombereich ändert.

Um den Arbeitsbereich zu betreten, müssen wir den Zenerstrom zwischen [Ist. min - Ist. max] mit einem Widerstand wie im Beispiel mit einer LED (übrigens auch mit einer Stromquelle). Nur im Gegensatz zur LED wird die Zenerdiode in die entgegengesetzte Richtung eingeschaltet.

Bei einem niedrigeren Strom als Ist. min die Zenerdiode öffnet nicht, aber mit mehr als Ist. Es tritt ein maximal irreversibler thermischer Durchschlag auf, d.h. Die Zenerdiode brennt einfach.

Zenerdiodenberechnung

Betrachten Sie das Beispiel unserer berechneten Transformatorstromversorgung. Wir haben ein Netzteil, das ein Minimum von 18 V erzeugt (tatsächlich gibt es mehr, da der Transformator 230/15 V besser ist, es in einem realen Stromkreis zu messen, aber dies ist nicht der Punkt), das einen Strom von 1 A liefern kann. Es ist notwendig, die Last mit dem Maximum zu versorgen Verbrauch von 50 mA stabilisierte Spannung von 15 V (zum Beispiel sei es eine Art abstrakter Operationsverstärker - Operationsverstärker, sie haben ungefähr den gleichen Verbrauch).


. . , I. min. , R1 . , . , .. , , . I = I1 + I2, I = I + I. min.

Daher wählen wir eine Zenerdiode mit einer Stabilisierungsspannung von 15 V. Um den Strom durch die Zenerdiode einzustellen, ist immer ein Widerstand (oder eine Stromquelle) erforderlich. Am Widerstand R1 fallen 18 - 15 = 3 V ab. Durch den Widerstand R1 fließt der Strom I. + Ist. min. Wir akzeptieren min = 5 mA, dies ist ungefähr genug Strom für alle Zenerdioden mit einer Stabilisierungsspannung von bis zu 100 V. Über 100 V können Sie 1 mA oder weniger aufnehmen. Sie können Ist nehmen. min und mehr, aber es ist nur nutzlos, die Zenerdiode zu erwärmen.

, R1 Ir1 = I. + I. min = 50 + 5 = 55 . R1 = U / I = 3 / 0,055 = 54,5 , U I – . 47 , , . , : Ir1 = U / R = 3 / 47 = 0,063, : 63 — 50 = 13 . R1: P = U * I = 3 * 0,063 = 0,189 . 0,5 . , , Pmax/2, .

, P = U * (I + I.) = 15 * (0,050 + 0,013) = 0,945 . , 1, 1 - 125 , , 3 . 0,25, 0,5, 1, 3, 5 ..

« 3 15» 1N5929BG. «datasheet 1N5929BG». 0,25 , 13 , 100 , 63 , .. , .

Im Allgemeinen ist dies die gesamte Berechnung. Ja, der Stabilisator ist nicht ideal, sein Innenwiderstand ist nicht Null, aber er ist einfach und billig und funktioniert garantiert im angegebenen Strombereich. Da es sich um einen Parallelstabilisator handelt, ist der Strom der Stromversorgung konstant. Stärkere Stabilisatoren können erhalten werden, indem die Zenerdiode mit einem Transistor versorgt wird. Dies ist jedoch das Thema des nächsten Artikels über Transistoren.

Überprüfen Sie die Zenerdiode auf einen Ausfall mit einem herkömmlichen Multimeter. Dies ist in der Regel nicht möglich. Bei einer mehr oder weniger hohen Spannungs-Zenerdiode liegt einfach nicht genügend Spannung an den Sonden an. Das einzige, was getan werden kann, ist, es für das Vorhandensein einer normalen Diodenleitfähigkeit in Vorwärtsrichtung anzurufen. Dies garantiert jedoch indirekt die Funktionsfähigkeit des Geräts.

Zenerdioden können auch als Spannungsreferenzquellen verwendet werden, sind jedoch verrauscht. Für diese Zwecke werden spezielle rauscharme Zenerdioden hergestellt, deren Preis meines Wissens jedoch über dem eines Siliziumstücks liegt. Es ist besser, ein wenig hinzuzufügen und eine integrierte Quelle mit den besten Parametern zu kaufen.

Es gibt auch viele Halbleiterbauelemente, die einer Diode ähnlich sind: einen Thyristor (gesteuerte Diode), einen Triac (symmetrischer Thyristor), einen Dinistor (der nur gepulst öffnet, wenn eine bestimmte Spannung erreicht ist), einen Varicap (mit variabler Kapazität) und etwas anderes. Sie benötigen die ersten in der Leistungselektronik, wenn Sie geregelte Gleichrichter oder aktive Lastregler bauen. Und ich bin den letzten 10 Jahren nicht begegnet, deshalb lasse ich dieses Thema zum unabhängigen Lesen im Wiki, zumindest über den Thyristor.