Стабилитрон: держит напряжение

Стабилитрон — диод, который специально сделан так, чтобы работать в обратном пробое. Пока напряжение ниже номинала, он закрыт. Как только доходит до номинала (например, 5.1 В), он начинает пропускать ток, удерживая напряжение около этой величины.

Получается простейший параллельный стабилизатор: резистор последовательно, стабилитрон параллельно нагрузке. Резистор ограничивает ток, стабилитрон съедает излишек.

Считать надо с двух сторон. Ток через стабилитрон должен быть не меньше тока стабилизации (обычно 1–5 мА) и не больше максимального (для 1N4733A это 49 мА при 1 Вт). Пример: вход 12 В, стабилитрон на 5.1 В, нагрузка берёт 10 мА. На резисторе падает 6.9 В. Если хотим 5 мА через стабилитрон, суммарный ток 15 мА, R = 6.9 / 0.015 = 460 Ом.

Ограничения, из-за которых стабилитрон не любят в питании:

— КПД низкий: вся разница напряжений уходит в тепло на резисторе и стабилитроне.
— Точность посредственная: ±5 % у обычных, ±1–2 % у прецизионных.
— Шум: стабилитрон шумит, для аналоговых опор нужен ещё конденсатор и фильтр.
— Ток нагрузки ограничен: не больше нескольких миллиампер, иначе стабилитрон перегреется.

Где он хорош: защита затвора MOSFET (стабилитрон 12–15 В параллельно затвору), ограничение уровня сигнала, простая опора для компаратора, защита входа от перенапряжения, гашение выбросов.

Не путать со стабилизатором напряжения (LDO): тот держит ток в сотни миллиампер и не боится КЗ на выходе, стабилитрон — нет.