Стабилитрон (диод Зенера) — диод, который работает при обратном включении в режиме пробоя и поддерживает на себе почти постоянное напряжение. Это самый простой способ получить опорное напряжение или ограничить напряжение на входе.
Как работает
В прямом направлении стабилитрон ведёт себя как обычный диод. В обратном — до напряжения стабилизации почти не проводит ток, а при достижении его начинает проводить, удерживая напряжение на уровне Uст. Пробой у стабилитрона обратимый — он не повреждается, если не превышена допустимая мощность.
Основные характеристики
- Напряжение стабилизации (Uст) — например, 3,3; 5,1; 12 В. Выпускаются ряды от 2,4 до 200 В.
- Допуск — обычно ±5% (буква C в BZX55C5V1) или ±2%.
- Мощность — 0,2–0,5 Вт для SMD (SOD-123, SOD-323), 0,5 Вт для DO-35 (BZX55), 1 Вт для DO-41 (1N47xx), есть 5 Вт.
- Ток стабилизации — рабочий ток, при котором нормируется напряжение (например, 5 мА).
- Дифференциальное сопротивление — чем меньше, тем стабильнее напряжение при изменении тока.
Как рассчитать балластный резистор
Стабилитрон всегда включают через резистор, ограничивающий ток:
R = (Uвх − Uст) / (Iст + Iнагр)
Пример: из 12 В получить 5,1 В для нагрузки 5 мА при токе стабилитрона 5 мА: R = (12 − 5,1) / 0,01 = 690 Ом (ближайший 680 Ом). Мощность резистора: 6,9 В × 10 мА ≈ 0,07 Вт. Мощность на стабилитроне без нагрузки: 5,1 В × 10 мА ≈ 0,05 Вт — подойдёт любой стабилитрон на 0,5 Вт.
Стабилитрон, TL431 или TVS?
- Стабилитрон — простой источник опорного напряжения или ограничитель для малых токов.
- TL431 — «регулируемый прецизионный стабилитрон»: точность 0,5–2%, напряжение задаётся резисторами от 2,5 до 36 В. Стандарт в обратной связи импульсных источников.
- TVS-диод (SMBJ, SMAJ) — для защиты от мощных коротких импульсов перенапряжения, а не для стабилизации.
Как проверить стабилитрон
Мультиметр в режиме проверки диодов покажет только прямое падение (около 0,7 В). Чтобы проверить напряжение стабилизации, подайте через резистор 1–2 кОм напряжение выше Uст от регулируемого источника и измерьте напряжение на стабилитроне.
Поставляем стабилитроны Vishay, onsemi, Nexperia, Diodes всех номиналов в выводных и SMD-корпусах. Смотрите раздел «Диоды и стабилитроны» или отправьте запрос.