Stabilizatoare parametrice cu dioda Zener

Stabilizatoarele parametrice cu dioda Zener se bazeaza pe capacitatea diodei de a mentine, intr-un domeniu dat (domeniul de stabilizare), tensiunea constanta la bornele ei.

. Stabilizator cu rezistenta de balast

Montajul cel mai simplu de stabilizator cu rezistenta de balast este prezentat in figura 4.a. In raport cu marimile variabile i₁, u₁, i₂ si u₂ stabilizatorul se comporta ca un cuadripol liniar (figura 4.b).

 

Fig. 4

unde r_d este rezistenta diodei Zener.

Variatia u₁ a tensiunii din intrare conduce la o variatie i₁ a curentului la intrare. Aceasta variatie este preluata de curentul prin dioda, astfel ca valoarea lui i₂ ramane constanta.

Modelul cuadripolului liniar conduce la ecuatia:

unde

(8)

si

(9)

Pentru ca S si R_i sa fie mici, trebuie ca r_d sa fie mica, ceea ce conduce la un criteriu in alegerea diodei.

Este evident ca valoarea lui S poate fi diminuata prin crsterea valorii lui R dar, pentru un curent I₂ dat va trebui crescuta valoarea lui U₁ pentru a compensa pierderile de energie pe R.

Pentru sporirea calitatii stabilizarii se pot conecta in cascada mai multe celule de stabilizare. Un stabilizator cu doua astfel de celule este prezentat in figura 5.

Acest stabilizator conduce la scaderea lui S, dar apare o pierdere suplimentara de energie pe rezistenta R₂.

Fig. 5

Modelul prezentat anterior conduce la ecuatia:

unde

(10)

si

(11)

unde s-a considerat ca cele doua diode au aceeasi rezistenta interna.

Stabilizatoare in punte cu dioda Zener

Schema unui stabilizator parametric in punte ce utilizeaza o dioda Zener este prezentata in figura 6.

Fig. 6

Rezistenta R₁ si dioda Zener constituie un stabilizator similar celui prezentat in paragraful anterior, iar rezistentele R₂ si R₃ formeaza un divizor de tensiune. Daca se alege R₁=R₂ si R₃=r_d rezulta ca intre punctele A si B sunt plasate rezistente egale. In plus puntea fiind echilibrata punctele A si B sunt la acelasi potential. Conditia de punte echilibrata este pastrata si daca se aleg .

Variatia tensiunii din intrare determina caderi egale de tensiune pe r_d si R₃. Tensiunea de iesire este egala practic cu U_z.

Sistemul prezinta o mare stabilitate a tensiunii de iesire dar se foloseste de cele mai multe ori ca sursa de referinta deoarece prezinta o rezistenta interna mare. Aceasta este data de expresia:

(12)