Jak číst označení zenerovy diody?
Před mnoha a mnoha lety takové slovo jako zenerova dioda vůbec neexistovalo. Zejména ve vybavení domácnosti.
Zkusme si představit objemný elektronkový přijímač z poloviny dvacátého století. Mnozí je obětovali své vlastní zvědavosti, když máma a táta získali něco nového a „Record“ nebo „Neman“ byli rozdáni na roztrhání na kusy.
Napájení elektronkového přijímače bylo extrémně jednoduché: výkonná kostka výkonového transformátoru, která měla většinou jen dvě sekundární vinutí, diodový můstek nebo selenový usměrňovač, dva elektrolytické kondenzátory a mezi nimi dvouwattový odpor.
První vinutí napájelo vlákno všech lamp přijímače střídavým proudem a napětím 6,3 V (voltů) a asi 240 V přicházelo do primitivního usměrňovače pro napájení anod lamp. O nějaké stabilizaci napětí nebyla řeč. Vzhledem k tomu, že příjem rozhlasových stanic byl prováděn na dlouhých, středních a krátkých vlnách s velmi úzkým pásmem a hroznou kvalitou, přítomnost nebo absence stabilizace napájecího napětí tuto kvalitu vůbec neovlivnila a prostě nemohla být slušná automatická regulace frekvence na této elementové základně.
Stabilizátory se v té době používaly pouze ve vojenských přijímačích a vysílačích, samozřejmě i elektronkových. Například: SG1P – plynový výboj, prstový stabilizátor. To pokračovalo, dokud se neobjevily tranzistory. A pak se ukázalo, že obvody vyrobené na tranzistorech jsou velmi citlivé na kolísání napájecího napětí a obyčejný jednoduchý usměrňovač už nelze použít. Použitím fyzikálního principu, který je vlastní zařízením s plynovým výbojem, byla vytvořena polovodičová zenerova dioda, méně běžně nazývaná Zenerova dioda.
Grafické znázornění zenerovy diody na schématech zapojení.
Vzhled zenerových diod. První shora v krytu pro povrchovou montáž. Druhý shora je ve skleněné vitríně DO-35 a má výkon 0,5W. Třetí je 1 W (DO-41). Zenerovy diody se přirozeně vyrábějí v různých pouzdrech. Někdy jsou dva prvky kombinovány v jednom krytu.
Princip činnosti zenerovy diody.
Především bychom neměli zapomínat, že zenerova dioda funguje pouze ve stejnosměrných obvodech. Napětí je na něj aplikováno v obrácené polaritě, to znamená, že na anodu zenerovy diody bude přivedeno mínus „-“. Když je zapnutý tímto způsobem, protéká jím zpětný proud (jsem arr.) z usměrňovače. Napětí z výstupu usměrňovače se může změnit, změní se i zpětný proud, ale napětí na zenerově diodě a na zátěži zůstane nezměněné, tedy stabilní. Následující obrázek ukazuje proudově napěťovou charakteristiku zenerovy diody.
Zenerova dioda pracuje na reverzní větvi proudově-napěťové charakteristiky (voltampérová charakteristika), jak je znázorněno na obrázku. Mezi jeho hlavní parametry patří U sv. (stabilizační napětí) a já sv.. (stabilizační proud). Tyto údaje jsou uvedeny v pasu pro konkrétní typ zenerovy diody. Navíc se hodnota maximálního a minimálního proudu bere v úvahu pouze při výpočtu stabilizátorů s předpokládanou velkou změnou napětí.
Základní parametry zenerových diod.
Abyste mohli vybrat správnou zenerovu diodu, musíte porozumět značení polovodičových zařízení. Dříve byly všechny typy diod, včetně zenerových diod, označeny písmenem „D“ a číslem označujícím, o jaký druh zařízení se jedná. Zde je příklad velmi oblíbené zenerovy diody D814 (A, B, C, D). V dopise bylo uvedeno stabilizační napětí.
Nedaleko jsou pasová data moderní zenerovy diody (2C147A), která se používala ve stabilizátorech k napájení obvodů založených na populární řadě mikroobvodů K155 a K133 vyrobených pomocí technologie TTL a s napájecím napětím 5V.
Chcete-li porozumět značení a základním parametrům moderních domácích polovodičových zařízení, musíte vědět trochu o symbolech. Vypadají takto: číslo 1 nebo písmeno G – germanium, číslo 2 nebo písmeno K – křemík, číslo 3 nebo písmeno A – arsenid gallia. Toto je první znamení. D – dioda, T – tranzistor, S – zenerova dioda, L – LED. Toto je druhé znamení. Třetí znak je skupina čísel označující rozsah použití zařízení. Odtud: GT 313 (1T 313) – vysokofrekvenční germaniový tranzistor, 2S147 – křemíková zenerova dioda s jmenovitým stabilizačním napětím 4,7 V, AL307 – galliumarsenid LED.
Zde je schéma jednoduchého, ale spolehlivého stabilizátoru napětí.
Mezi kolektor výkonného tranzistoru a pouzdro z usměrňovače je přiváděno napětí 12–15 voltů. Z emitoru tranzistoru odstraníme stabilizované napětí 9V, protože jako zenerovu diodu VD1 používáme spolehlivý prvek D814B (viz tabulka). Rezistor R1 je 1 kOhm, tranzistor KT819 poskytuje proud až 10 ampér.
Tranzistor musí být umístěn na chladiči. Jedinou nevýhodou tohoto obvodu je nemožnost upravit výstupní napětí. Ve složitějších obvodech je samozřejmě ladicí odpor. Všechny laboratorní i domácí radioamatérské zdroje mají možnost upravit výstupní napětí od 0 do 20 – 25 voltů.
Integrální stabilizátory.
Rozvoj integrované mikroelektroniky a vznik multifunkčních obvodů středního a velkého stupně integrace samozřejmě ovlivnil i problémy spojené se stabilizací napětí. Domácí průmysl se napjal a uvolnil na trh radioelektronických součástek řadu K142, která se skládala z integrovaných stabilizátorů. Celý název produktu byl KR142EN5A, ale protože tělo bylo malé a název nebyl zcela odstraněn, začali psát KREN5A nebo B a v konverzaci se jim říkalo jednoduše „krenki“.
Samotná série byla poměrně rozsáhlá. Výstupní napětí se lišilo v závislosti na písmenu. Například KREN3 vyráběl od 3 do 30 voltů s možností nastavení a KREN15 byl patnáctivoltový bipolární zdroj energie.
Připojení integrovaných stabilizátorů řady K142 bylo extrémně jednoduché. Dva vyhlazovací kondenzátory a samotný stabilizátor. Podívejte se na schéma.
Pokud je potřeba získat jiné stabilizované napětí, postupujte následovně: řekněme, že používáme mikroobvod KREN5A na 5V a potřebujeme jiné napětí. Poté se mezi druhou svorku a pouzdro umístí zenerova dioda tak, že sečtením stabilizačního napětí mikroobvodu a zenerovy diody bychom dostali požadované napětí. Pokud k V = 191 + 9,1V mikroobvodu přidáme zenerovu diodu KS5, dostaneme na výstupu 14.1 voltů.