Современная электроника №7/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 53 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2024 Рис. 2. Включение n-канального полевого транзистора в стабилизаторах: а) стандартная, б) альтернативная Рис. 1. ВАХ стабилитронов: а) BZT52 в прямых координатах по оси токов, б) BZX384 в логарифмических U вых (-) U вх (+) U вых (+) U вх (-) И Управление С З Управление З И С Lorem ipsum ) 0 10 20 30 40 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R E N E Z , I C T N E R R U ( A m ) Z V , ZENER VOLTAGE (V) Z T = 25°C j C2V7 C3V3 C3V9 C4V7 C5V6 C6V8 C8V2 C6V2 Test Current I 5.0mA Z 0 40 st current I 2mA Z C33 C36 0 2 4 6 8 10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ) A m ( T N E R R U C R E N E Z , I Z V , ZENER VOLTAGE (V) Fig Z Test Current I 2mA Z C39 T = 25°C j 10 100 V , NOMINAL ZENER VOLTAGE (V) Z T = 25 °C f = 1MHz j V = 1V R V = 2V R V = 1V R V = 2V R 5V6 4V7 BZX384_SERIES All information provided in this docume Product data sheet Rev. 3 — 11 Oc BZX384-B/C2V4 to BZX384-B/C4V3 T j = 25 C to 150 C Fig 3. Temperature coefficient as a function of working current; typical values F BZX384-B/C2V4 to BZX384-B/C6V8 T amb = 25 C Fig 5. Reverse current as a function of reverse voltage; typical values F 10 -1 10 -2 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 -7 10 -8 I R (A) 10 -9 V R (V) 0 8 6 2 4 2V4 2V7 3V0 3V3 3V6 3V9 4V3 4V7 5V1 5V6 6V2 6V8 5V6 5V1 5 мА 4 мА у J511), поэтому при таком токе стабилитрон 5V6 будет работать ещё лучше, чем при токе 5 мА (и тем более при 4 мА у J511). Вот поэтому и выбрана связка S-562T и BZX384C5V6/BZT52C5V6S, которая даёт более стабильное опорное напря - жение. Здесь необходимо добавить, что значение тока в 5,6 мА стабилизатор тока S-562T показывает при напряже - нии в 10 В (datasheet на S-562T). При увеличении напряжения выше 10 В (например, с 30 до 40 В) ток несколь - ко спадает, в связи с чем производи - тель рекомендует включать резистор номиналом 39 К параллельно S-562T. Автор провёл эксперимент со стаби - литроном 5V6, включённым после - довательно с S-562T (с резистором и без него), изменяя напряжение с 30 до 40 В (т.е. на 10 В), и вот какой полу - чен результат. Напряжение на ста - билитроне, измеренное цифровым мультиметром с точностью два зна - ка после запятой, во всём этом диа - пазоне напряжений (с резистором и без него) оставалось равным 5,60 В, т.е. 2-й знак после запятой оставался стабильным (0,01 В, или 10 мВ). Далее автор измерил напряжение цифро - вым вольтметром с точностью 4 знака после запятой, описанным в [2]. Здесь результаты измерений уже различа - лись. При изменении напряжения с 30 до 40 В при использовании резистора 39 К изменялась 4-я цифра после запя - той на 1–2 десятичных разряда (т.е. на 0,1–0,2 мВ). Без резистора изменялась уже 3-я цифра после запятой на один десятичный разряд (1 мВ). Таким обра - зом, без резистора коэффициент ста - билизации составил 10 В/1 мВ = 10 000, что согласуется с результатом, описан - ным в [3]. С резистором коэффициент стабилизации, как нетрудно подсчи - тать, в несколько раз выше. Однако, как будет видно из дальней - шего изложения, падение напряжения на всём стабилизаторе существенно больше: при изменении тока от 0 до 9,1 А оно составило около 0,1 В, т.е. 100 мВ (это банальное падение напря - жения в проводах); при этом входное напряжение изменялось в пределах от –41 В до –33 В, в связи с чем от уста - новки резистора 39 К автор отказался. Кстати, некоторая, правда, микроско - пическая, компенсация напряжения без установки резистора имеет место, так как чем ниже входное напряжение (с –40 В до –30 В), тем больший ток даёт S-562T, что немного повышает напря - жение на стабилитроне. Ещё один момент требует обсужде - ния. Это сама идея способа включения мощного полевого n-канального тран - зистора в стабилизаторе. В стабили - заторе напряжения, описанном в [1], об этом, к сожалению, ничего не ска - зано, поэтому ниже и восполнен этот пробел. Наиболее распространённой схемой для получения стабилизированного напряжения (на базе полевого тран - зистора) является схема, показанная на рис. 2а. Здесь на сток транзисто - ра подаётся входное положительное напряжение (+), а с истока снимается также положительное стабилизиро - ванное напряжение, потенциал кото - рого, естественно, ниже потенциала входного напряжения, что обозначе - но знаком минус (–). Такое включение транзистора является стандартным и используется не только в стабилизато - рах, но и в подавляющем числе прило - жений. Основным недостатком такого включения является тот факт, что для открытия транзистора на его затвор необходимо подать напряжение, кото - рое обычно на 2–4 В выше напряжения истока. Это так называемое напряже - ние смещения – VGS(th) (Gate Threshold Voltage). При больших токах нагруз - ки напряжение между стоком и исто - ком существенно снижается и может составлять 1–2 В, а то и меньше. Отсю - да следует, что для открытия транзи - а) б) а) б)