5.1.3 Параметрические стабилизаторы

Параметрические стабилизаторы напряжения являются наиболее простыми стабилизирующими устройствами. Особенно большое распространение они получили в различного рода электронных устройствах для стабилизации напряжения питания отдельных функциональных узлов схемы.

В основе принципа действия параметрических стабилизаторов напряжения лежит использование свойств нелинейности некоторых полупроводниковых приборов: стабилитронов, диодов и других, вольтамперная характеристика которых обладает большой крутизной.

На рисунке 5.1.8, а представлена простейшая схема однокаскадного параметрического стабилизатора, выполненного на стабилитроне . Резисторвыполняет роль балластного сопротивления, ограничивающего ток в стабилитроне и воспринимающего избыток напряжения источника питания.

Рис. 5.1.8 Параметрический стабилизатор: а) принципиальная схема; б) вольтамперные характеристики

На рисунке 5.1.8, б показаны вольтамперные характеристики стабилитрона (кривая 1) и нагрузки (прямая 2). Суммируя их ординаты, получаем зависимость входного тока , от выходного напряжения(кривая 3).

Запишем уравнение баланса напряжений и преобразуем его:

, .

Кривая 3 представляет собой график функции . Прямая 4 представляет собой график функции. Точка пересечения этих графиков определяет выходное напряжение, соответствующее входному напряжению.

Утолщёнными линиями на рисунке 5.1.8, б показано изменение положения прямой 4, вызванное отклонениями входного напряжения . При этом изменение выходного напряжениябудет значительно меньше за счёт нелинейности кривой 3.

Приближённо коэффициент стабилизации в данной схеме определяется по формуле:

,

где – динамическое сопротивление стабилитрона.

Для обеспечения нормального режима стабилизации необходимо, чтобы ток в стабилитроне находился в диапазоне:

,

где – допустимые значения токов в стабилитроне, которые обычно указываются для каждого типа стабилитрона в паспортных данных.