Kurs zasilania układów elektronicznych: Stabilizator parametryczny

Badanie stabilizatora napięcia z wtórnikiem emiterowym

schemat-zener-npn

Jak dobrze wiemy, jeżeli na bazę tranzystora podamy nieduże napięcie to zacznie on przewodzić. Wtedy przez kolektor-emiter zaczyna przepływać prąd znacznie większy niż przez bazę-emiter, ponieważ nie ma zapotrzebowania na duży prąd- tranzystor pracuje w stanie aktywnym. Jak dobrze wiemy, w przypadku tranzystorów, występuje jeszcze spadek napięcia na złączu baza-emiter i wynosi on ok. 0,7V. Więc ostatecznie nasze napięcie wyjściowe będzie wynosić ok 4,4V. Gdybyśmy zastosowali np. diodę Zenera o napięciu 5,6V to już byśmy mieli napięcie wyjściowe bliskie 5V. Prąd bazy możemy określić jako:

iwy-wtornik

gdzie: Ib to prąd bazy (dostarczony przez diodę),   beta – wzmocnienie tranzystora

Zobaczmy zatem jak wygląda prąd wyjściowy w takim układzie z obciążeniem z układu 1.:

uklad3

Uwe [V] Iwy [mA] Uwe [V] Iwy [mA]
5,1 10,2 7 10,8
5,2 10,3 8 10,9
5,3 10,4 9 11,0
5,4 10,5 10 11,0
5,5 10,5 11 11,1
6 10,7 12 11,1

Jak widzimy prąd utrzymuje się stały, i teraz nie musimy się już martwić o rezystor R1, tylko co najwyżej o odpowiednio dobrane obciążenie. W takim układzie obciążenie nie oddziałuje w żaden sposób na diodę Zenera, bo ta jest z kolei tylko obciążana „przez bazę” tranzystora, która pobiera bardzo znikomy prąd, przez co dioda może pracować sobie spokojnie, bez zbędnego nagrzewania się itp.

P70211-204949

Podsumowanie

To już koniec tej części kursu o stabilizatorze parametrycznym, jak widać jest on dobry do nie wymagających układów lecz jego głównymi wadami są:

  • czasochłonny dobór elementów
  • ograniczenie prądowe wymuszone diodą / tranzystorem do kilkuset mA
  • bardzo niska sprawność układu – poniżej 50%

z zalet można mu przyznać:

  • dobry, do nieskomplikowanych układów
  • bardzo niski koszt budowy

Zatem po tej części kursu, strasznym już nie powinno być dla ciebie zjawisko przebicia diody Zenera, budowa stabilizatora napięcia na bazie diody Zenera oraz na bazie tranzystora w funkcji wtórnik emiterowego :)


Jeżeli chcesz być informowany na bieżąco o nowościach ze strony to kliknij „Lubię to!” bądź subskrybuj naszą stronę, aby otrzymywać na adres e-mail nowości ze strony. Jeżeli masz jakieś pytania to śmiało zadawaj je na forum ; )

  • Mateusz x

    Czysto teoretycznie, czy zasilając jeden z przedstawionych układów napięciem Uwe=100 V lub więcej i zastosowaniu odpowiednio dużego rezystora, aby nie przekroczyć Izmax to jesteśmy wstanie dalej otrzymać Uz=5.1 V jako Uwy? Ewentualnie jaki parametr na taki zabieg nie pozwala?

    • Cześć,
      przepraszam, że z opóźnieniem odpisuję, ale moim zdaniem nie udałoby się utrzymać napięcia zenera(np. 5,1V), ponieważ już przy minimalnie większej wartości napięcia wejściowego, napięcie zenera, również rośnie, zobacz na stronie 3. jakie jest napięcia Zenera dla 12V. Poza tym nawet jakby udało się utrzymać to napięcie, przy Uwe = 100V mielibyśmy bardzo mały prąd do wykorzystania, wręcz znikomy, żeby nie przekroczyć Ptot = 0,5W :)