Далее: Тиратроны с холодным катодом Вверх: Ионные приборы тлеющего разряда Назад: Ионные приборы тлеющего разряда   Contents

Газоразрядные стабилитроны

Стабилитроны тлеющего разряда -- неуправляемые газоразрядные диоды, предназначенные для поддержания неизменным выходного напряжения на нагрузке при изменении нагрузочного тока или напряжения в питающей сети.

Стабилитрон состоит (рис.12) из цилиндрического катода $K$, внутри которого находится стержневидный анод $A$. Электроды помещены в стеклянный баллон, заполненный смесью инертных газов при давлении порядка нескольких десятков миллиметров ртутного столба. Для облегчения зажигания к внутренней стороне катода приварен поджигающий электрод П.

Рис. 12	Рис. 13

Вольтамперная характеристика стабилитрона $U_{\text{ст}} = f(I_{\text{ст}})$ -- зависимость напряжения горения от величины тока, проходящего через прибор (рис.13). Вольтамперная характеристика имеет почти горизонтальный участок. На нем падение напряжения остается приблизительно постоянным, рост тока сопровождается увеличением рабочей (светящейся) поверхности катода.

По вольтамперной характеристике определяются основные параметры стабилитрона: напряжение зажигания $U_{\text{з}}$ величина стабилизированного напряжения (напряжение горения) $U_{\text{ст}}$, минимальное и максимальное значение тока через стабилитрон $I_{\text{ст мин}}$ и $I_{\text{ст макс}}$, внутреннее сопротивление

$$R_i ={\Delta U_{\text{ст}}\over \Delta I_{\text{ст}}}\,.$$

В схеме стабилизации напряжения (рис.14) стабилитрон включается параллельно нагрузке $R_{\text{н}}$, на которой должно быть стабильное напряжение $U_{\text{ст}}$. Источник стабилизируемого напряжения $U$ подключается к стабилитрону через балластное ограничительное сопротивление -- резистор $R_\delta$.

Изменение напряжения $U$ приводит к изменению тока через стабилитрон $I_{\text{ст}}$ и падения напряжения на $R_{\text{б}}$, а напряжение $U_{\text{ст}}$ на электродах остается практически постоянным

$$U_{\text{ст}}=U-U_{R_{\text{б}}}\,.$$

Рис. 14

Уменьшение или увеличение сопротивления $R_{\text{н}}$ изменяет распределение тока между нагрузкой и стабилитроном.

$$I=I_{\text{ст}}+I_{\text{н}}\,.$$

Величина балластного резистора рассчитывается по формуле:

$$R_{\text{б}}={U-U_{\text{ст}}\over I_{\text{ст ср}}+I_{\text{н}}}\,,$$

где	$U$	--	напряжение источника,
	$U_{\text{ст}}$	--	стабилизированное напряжение,

$$I_{\text{ст ср}}={I_{\text{ст макс}}+I_{\text{ст мин}}\over2}\approx{I_{\text{ст макс}}\over2}\,,$$

$$I_{\text{н}}={U_{\text{ст}}\over R_{\text{н}}}\text{ --- ток нагрузки при } R_{\text{н}}=const\text{ или}$$

$$I_{\text{н}}=I_{\text{н ср}}={I_{\text{н макс}}+I_{\text{н мин}}\over2}\text{ при } R_{\text{н}}\neq const.$$

Величины $U_{\text{ст}}$, $I_{\text{ст макс}}$ и $I_{\text{ст мин}}$ приводятся в паспортных данных стабилитрона.

Мощность, рассеиваемая на резисторе $R_{\text{б}}$

$$P_{R_{\text{б}}}={(U-U_{\text{ст}})^2\over R_{\text{б}}}\,.$$

Рабочими (внешними) характеристиками стабилитрона в схеме стабилизации называются зависимости:

$$U_{\text{ст}}=U_{\text{н}}=f(I_{\text{н}})\quad\text{ и }\quad I_{\text{ст}}=f(I_{\text{н}})\,,$$

где	$I_{\text{н}}$	--	ток нагрузки и
	$U_{\text{н}}$	--	напряжение на нагрузке.

Эти характеристики хорошо иллюстрируют принцип работы стабилитрона в схеме и характеризуют качество ее работы.

Далее: Тиратроны с холодным катодом Вверх: Ионные приборы тлеющего разряда Назад: Ионные приборы тлеющего разряда   Contents