Перейти к содержанию

Дифференциальное сопротивление стабилитрона

Идеальный стабилитрон держал бы одно и то же напряжение при любом токе. Реальный ведёт себя так, будто к идеальному источнику последовательно подключён резистор. Его сопротивление — дифференциальное — показывает, насколько напряжение плывёт при изменении тока.

Обновлено Редакция GAW

Дифференциальное сопротивление (rz, в даташитах ZZ) — отношение изменения напряжения на стабилитроне к изменению тока через него: rz = ΔU / ΔI. Оно показывает наклон характеристики в рабочей точке и измеряется переменным током малой амплитуды, обычно на частоте 1 кГц.

Значение сильно зависит от тока, поэтому в даташитах его дают в двух точках: ZZ — при испытательном токе, ZZK — при малом токе около излома характеристики.

ПриборZZ при 5 мАZZK при 1 мА
BZX55C3V3до 85 Омдо 600 Ом
BZX55C5V1до 35 Омдо 550 Ом
BZX55C6V8до 8 Омдо 150 Ом
BZX55C12до 20 Омдо 90 Ом
BZX84C6V2до 10 Омдо 150 Ом

Отсюда два практических правила. Первое: стабилитрон должен работать при токе не меньше испытательного — у излома сопротивление в десятки раз выше. Второе: лучше всего стабилизируют приборы на 6–8 В, а у низковольтных сопротивление большое. Сравнение серий — в карточке BZX55 и BZX84.

Как сопротивление влияет на выход простого стабилизатора: изменение входного напряжения меняет ток через балластный резистор, и выход сдвигается на ΔI · rz. Эту нестабильность считает калькулятор стабилитрона. Если нужна точность, используют шунтовой источник опорного напряжения: у LM4040 динамическое сопротивление по TI — 0,3 Ом типично при 1 мА, в сто раз меньше, чем у обычного стабилитрона на то же напряжение.

Частые вопросы

Что означает ZZ = 35 Ом в даташите стабилитрона?

Что при изменении тока около испытательного значения на 1 мА напряжение изменится примерно на 35 мВ. Это значение у BZX55C5V1 при 5 мА. Если ток через стабилитрон в схеме меняется от 3 до 7 мА, напряжение уйдёт примерно на 0,14 В.

Почему у стабилитрона два значения сопротивления?

Потому что оно сильно зависит от тока. ZZ задают при рабочем испытательном токе, ZZK — при малом токе у излома характеристики: у BZX55C5V1 это до 35 Ом при 5 мА и до 550 Ом при 1 мА. При токе меньше испытательного стабилизация резко ухудшается.

Какие стабилитроны стабилизируют лучше всего?

Приборы на 6–8 В: у BZX55C6V8 дифференциальное сопротивление — до 8 Ом, а у BZX55C3V3 — до 85 Ом. Если нужно точное напряжение ниже 5 В, берут шунтовой источник опорного напряжения: у LM4040 оно — 0,3 Ом типично.

Источники

  1. Vishay. BZX55-Series Small Signal Zener Diodes (doc. 85604, Rev. 2.0, 07-Nov-2024) — с. 2–3 — ZZ при IZT1 = 5 мА и ZZK при IZT2 = 1 мА на частоте 1 кГц: BZX55C3V3 — до 85 и 600 Ом, BZX55C5V1 — до 35 и 550 Ом, BZX55C6V8 — до 8 и 150 Ом, BZX55C12 — до 20 и 90 Ом
  2. onsemi. BZX84BxxxLT1G, BZX84CxxxLT1G Series: Zener Voltage Regulators, 250 mW SOT-23 (BZX84C2V4LT1/D, Rev. 23, August 2021) — с. 3 — ZZT при 5, 1 и 20 мА: BZX84C3V3 — 95, 600 и 40 Ом, BZX84C5V1 — 60, 480 и 15 Ом, BZX84C6V2 — 10, 150 и 6 Ом
  3. Texas Instruments. LM4040 Precision Micropower Shunt Voltage Reference (SLOS456Q, revised April 2026) — динамическое сопротивление 0,3 Ом типично и до 0,8 Ом при 1 мА, 120 Гц

Нашли ошибку?

Смотрите также