Расчёт параметрического стабилизатора

Гасящий резистор считают по худшему случаю: R = (U_вх_макс − U_ст)/(I_ст + I_н). Пусть вход 12…15 В, стабилитрон 5,1 В, нагрузка 10 мА, а самому стабилитрону нужно хотя бы 5 мА: R = (15 − 5,1)/0,015 = 660 Ом, берём 620. Проверяем мощность: на резисторе P = (15−5,1)²/620 = 0,16 Вт, на стабилитроне в худшем случае (нагрузка отключена) P = 5,1 · 0,016 = 0,08 Вт.

Что на схеме

Прочее

• an-dc — ps, 15 В
• an-resistor — r1, 620 Ом
• an-zener — vd, 0.5 А
• an-resistor — rl, 510 Ом
• an-voltmeter — pv
• an-gnd — gnd

Как соединено

Соединений на схеме: 8. Цепь считается от общей точки — земли: потенциалы всех узлов отсчитываются от неё. Направление тока задаёт полярность деталей, и у диода, электролита и транзистора она своя: перепутать выводы здесь значит получить другую схему, а не ту же самую наоборот.

Что попробовать

1. Прежде чем нажимать «Запустить», ответьте себе: Вход 15 В, стабилитрон 5,1 В, гасящий 620 Ом. Что на нагрузке? Варианты: 5,1 В; 9,9 В; 15 В.
2. Запустите: на нагрузке 5,1 В, через неё 10 мА, остальное идёт через стабилитрон.
3. Опустите вход до 12 В — выход держится, но ток через стабилитрон падает. Ниже определённого входа он выйдет из пробоя.
4. Отключите нагрузку: весь ток пойдёт через стабилитрон. Именно этот случай и определяет его мощность.

Что модель считает, а что нет

Схема считается во времени: каждый шаг — двадцать микросекунд, и заряд конденсатора, ток в катушке и состояние перехода переходят из шага в шаг. Отсюда берутся кривая заряда, форма выпрямленного напряжения и пульсации после фильтра — их нельзя получить расчётом установившегося режима.

Полупроводники описаны уравнениями, а не таблицами: диод — формулой Шокли, биполярный транзистор — моделью Эберса-Молла с поправкой Эрли, полевой — квадратичной. Поэтому падение на диоде растёт с током, а режимы транзистора получаются сами, а не задаются. Не считаются нагрев деталей и его влияние на параметры, ёмкости переходов и всё, что происходит выше единиц мегагерц.

Смотрите также

• Закон Ома: ток, который можно посчитать заранее — Источник, резистор и амперметр — всё. Прежде чем нажимать «Запустить», посчитайте: двенадцать вольт делить на тысячу ом…
• Перегрузка: почему у резистора есть мощность — Тот же закон Ома, но резистор взят на сто ом. Ток вырос до 120 мА, и на четвертьваттном резисторе рассеивается полтора в…
• Последовательное соединение: сопротивления складываются — При последовательном включении через все резисторы идёт один и тот же ток, а напряжения на них складываются: R = R₁ + R₂…
• Параллельное соединение: складываются проводимости — При параллельном включении на всех резисторах одно напряжение, а токи складываются: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Для двух резистор…
• Смешанное соединение: считаем от дальнего конца — Схему разбирают с конца: сначала складывают параллельные ветви, потом последовательные. Здесь R₂ ∥ R₃ = 1000·1000/2000 =…
• Первый закон Кирхгофа: сколько втекло, столько и вытекло — В любом узле сумма втекающих токов равна сумме вытекающих: ΣI = 0. Здесь ток источника разветвляется на три: I = I₁ + I₂…

← Все примеры галереи