Что такое стабилитрон и для чего он нужен
Стабилитрон — это электронный компонент, который может быть как полупроводниковым, так и газоразрядным. Его ключевая особенность заключается в способности поддерживать практически постоянное напряжение на своих выводах при изменении протекающего через него тока в определенных пределах. Благодаря этому свойству стабилитроны нашли широкое применение в различных схемах, где требуется стабильное напряжение. Их используют в качестве основного элемента в параметрических и компенсационных стабилизаторах напряжения, в схемах ограничения уровня сигнала, а также в импульсных устройствах.
Как достигается стабилизация напряжения
Эффективность стабилизации оценивается коэффициентом стабилизации (K), который показывает соотношение изменений напряжения на входе и выходе стабилизирующего участка цепи. Этот коэффициент напрямую зависит от двух факторов: формы вольт-амперной характеристики самого стабилитрона и величины балластного резистора (R6). Чем более пологой (горизонтальной) является характеристика стабилитрона в рабочей области, тем лучше он выполняет свою функцию по стабилизации напряжения.
Газоразрядные стабилитроны: принцип действия и типы
Газоразрядные стабилитроны работают на основе физических явлений электрического разряда в газе. Существует два основных типа, различающихся механизмом разряда и конструкцией.
Стабилитроны тлеющего разряда
В этих приборах используется свойство тлеющего разряда. Их конструкция представляет собой плоскопараллельную или коаксиальную систему электродов, помещенных в герметичный баллон. Баллон заполняется инертным газом (например, неоном или аргоном) под сравнительно низким давлением — порядка нескольких килоньютонов на квадратный метр. Такие стабилитроны эффективно стабилизируют напряжение в диапазоне от 60 до 150 вольт.
Стабилитроны коронного разряда
Эти устройства используют коронный разряд и предназначены для работы с высокими напряжениями. Их конструкция — коаксиальная, с электродами разного радиуса: катод имеет большой радиус, а анод — малый (соотношение радиусов обычно составляет от 5 до 10). В качестве рабочей среды чаще всего применяется водород, закачанный под высоким давлением — от нескольких кН/м² до значений, превышающих атмосферное (около 100 кН/м²). Стабилитроны коронного разряда способны стабилизировать напряжение в очень широком диапазоне — примерно от 300 до 30 000 вольт, но при этом рассчитаны на относительно небольшие рабочие токи.