Проверка стабилитрона 

В реальных электрических цепях происходят скачки напряжения, что сказывается на работоспособности подключенного электронного устройства. Для защиты цепей от перенапряжения и для фиксации уровня напряжения применяют различные стабилизаторы. Одним из таких приборов является полупроводниковый стабилитрон. В статье рассмотрены основные характеристики стабилитрона, принципы действия, область применения и алгоритм проверки.  

Как работает стабилитрон?

Конструктивно стабилитрон относится к полупроводниковым диодам, работающим за счет p-n-перехода. Однако отличительной чертой является его работа при обратном смещении в режиме пробоя. Иначе в обратном направлении. На схемах обозначается VD  

Графическое обозначение стабилитрона 

Если на стабилитрон подавать прямое напряжение (положительный вывод источника подключен к аноду), то его работа не будет отличаться от обычного диода – проводит ток в одну сторону при превышении порогового значения напряжения и запирает ток в обратную сторону. При подаче обратного напряжения (положительный вывод источника питания подключен к катоду) ситуация изменится: по мере увеличения обратного напряжения достигается точка (напряжение пробоя), в которой стабилитрон начнёт пропускать ток.

Характеристики стабилитрона

1. Основной характеристикой стабилитрона является его напряжение пробоя. Это напряжение, при котором он начинает пропускать ток в обратном направлении. Стабилитроны выпускаются на напряжения от долей вольта до десятков вольт. 
2. Для нормальной работы стабилитрона ток должен находится в определённом диапазоне значений. Поэтому рабочий диапазон токов так же относится к важным характеристикам. Ток указывается в паспорте прибора. Выход за пределы допустимого диапазона приведёт к неисправности прибора. 
3. Напряжение пробоя сильно зависит от температуры. Изменение напряжения пробоя в зависимости от температуры определяется температурным коэффициентом. 
4. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) стабилитрона – зависимость тока, проходящего через двухполюсник, от напряжения на этом же двухполюснике. ВАХ наглядно показывает, чем отличается диод от стабилитрона. Прямая ветвь ВАХ соответствует стандартной работе диода, а обратная ветвь соответствует работе стабилитрона. На рисунке желтым цветом обозначен рабочий диапазон токов для стабилитрона.   

Применение стабилитронов

Стабилитроны используются в источниках питания, чтобы обеспечить неизменность напряжения (регулируемый блок питания, зарядное устройство). В качестве ограничителя тока к стабилизатору последовательно подключаются резисторы. 

При возникновении скачков напряжения стабилитрон ограничивает напряжение до безопасного уровня, тем самым защищая чувствительные элементы цепи (микросхемы, транзисторы и т.д.) от повреждений. 

Для корректной работы ряда устройств (АЦП, усилители сигналов) необходим точный уровень напряжения. В таких устройствах стабилитроны играют роль эталонного напряжения (формируют опорное напряжение). 

Стабилитроны на плате

Проверка стабилитрона

Внешне стабилитрон может быть не отличим от обычного диода, поэтому для того, чтобы отличить один прибор от другого, понадобится мультиметр.

Алгоритм проверки стабилитрона:

• перевести мультиметр в режим диодной прозвонки 
• красный щуп мультиметра приложить к аноду
• черный щуп (земля) приложить к катоду
• мультиметр должен показать напряжение на p-n-переходе полупроводников (порядка 0,6 – 0,7 В для кремния) 
• меняем щупы местами (красный щуп – катод, черный щуп – анод), мультиметр будет показывать 1 или OL 
• при таких показаниях мультиметра – стабилитрон исправен
• если же в обоих случаях мультиметр покажет 1 или OL, стабилитрон не исправен 

Если напряжение пробоя стабилитрона находится выше рабочего диапазона мультиметра, в этом случае он проверяется подключением к лабораторному блоку питания. Обязательно последовательно стабилитрону в цепь устанавливается резистор. Параллельно к стабилитрону подключается вольтметр, чтобы следить за напряжением. При повышении подаваемого с источника питания напряжения значение на вольтметре установится на уровне напряжения пробоя. Это говорит о том, что используется стабилитрон, а не диод. При условии использования диода значение напряжения на вольтметре будет расти. 

На практике, научиться проверять стабилитроны, можно научиться на очном курсе по электронике.

Схема для проверки стабилитрона

Маркировка стабилитронов

Маркировка стабилитронов позволяет визуально определить тип прибора, напряжение пробоя и другие характеристики. Маркировка может присутствовать в виде цветных колец на корпусе прибора или в виде кода.  

По международному стандарту JEDEC стабилитрон маркируется следующим образом: 

например 1N4728A

где 1N – обозначение типа полупроводникового прибора

4728 – модель

A – модификация устройства 

В отечественной маркировке ГОСТ используется обозначение Д – диод и КС – кремниевый стабилитрон и присутствует информация о напряжении стабилизации. 

Пример: КС156А

где КС – кремниевый стабилитрон 

5,6 В – номинальное напряжение стабилизации

А – модификация 

На малогабаритных приборах не ставят код из-за низкой читаемости, поэтому используют цветные кольца. Первое кольцо – старший разряд напряжения, второе – младший разряд напряжения, третье – погрешность (допуск). 

Выводы

Стабилитрон – важный элемент в электронике. Свойство стабилизировать напряжение делает стабилитрон неотъемлемой частью источников питания, прецизионных измерительных устройств, а также различных защитных систем.