Доброго здоров'я, шановний читачу. Сьогодні все про діоди. Напівпровідникові. Чому я на цьому наголошую? Бо існують ще й вакуумні, тобто, діоди у вигляді електронних ламп.

У практичній частині продовжимо виготовлення власної конструкції універсального модуля регулятора-стабілізатора напруги.

------------

Діод – це компонент який має два виводи і працює неначе односторонні ворота для потоку електричного струму. Коли вивід його анода має більш позитивний потенціал напруги, ніж катод (така умова називається пряме увімкнення(зміщення)), струм вільно проходить крізь пристрій. Якщо полярності приєднання поміняти, тобто, на анод подати більш негативний потенціал ніж на катод (умова називатиметься зворотне увімкнення(зміщення)), діод заблокує потік струму. Термін зміщення використовується у технічній літературі, тому я вважаю за потрібне його подати, хоч, як на мене, більш зрозуміліший – увімкнення.

Зверніть увагу на узагальнене позначення діоду як елементу. Анод позначено стрілочкою, яка немовбито вказує напрямок руху. Катод стилізований позначенням шлагбауму, рух заборонено!

Діоди найчастіше використовуються у колах, де відбувається перетворення змінної напруги та струм на постійну напругу та струм. Наприклад, джерела живлення постійним струмом від мережі змінного струму. Діоди також використовуються у схемах помножувачів напруги, перемикання напруги, обмежувачів напруги, колах регуляторів напруги, детектування.

Напівпровідникові діоди виготовляються у двох основні технологічних варіантах – точковий та площинний. Точкові діоди все ще існують і використовуються для кіл зі слабкими сигналами, де мале значення ємності елементу має першорядне значення. Основним місцем їхнього застосування були кола детектування радіосигналів, та навіть для цього випадку вони зараз застосовуються дуже рідко, бо функції такого діоду, як правило, виконує частина ІС (інтегральної схеми), яка поєднує у собі декілька функціональних блоків (підсилення радіосигналу, детектування або демодуляція та подальшої обробки сигналу). Більшість задач для точкових діодів на сьогодні можна вирішити, навіть ефективніше, за допомогою таких компонентів, як діод Шотки, скажімо, типу BAT85.

Крім діодів, призначених для спеціалізованих цілей, таких як світлодіоди, основним матеріалом для їхнього виготовлення є кремній та германій, причому германій використовується виключно для точкових діодів.

Ідеальний діод мусив би створити коротке замикання між виводами для струму у прямому увімкненні та повне роз'єднання виводів для струму в зворотному увімкненні. Але практично, у стані прямого увімкнення, діоди мають невеличкий опір. Саме тому, проведення струму починається не відразу, а з якогось рівня напруги на аноді (зазвичай кілька сотень мілівольтів) більш позитивної за напругу на катоді. Такий рівень напруги називається порогом.

Основою діода є звичайний p-n перехід.

Як працює p-n перехід у діодах

P-n перехід площинного діоду утворюють шляхом дифузії донорів та акцепторів у пластинку кремнію. На межі ділянок з різним видом домішок ми і отримаємо потрібний перехід. Наголошую! Кристал кремнію суцільний, він не може складатися із шматочків. Від різних ділянок пластинки робляться відводи (від частини збагаченої акцепторами (р) – АНОД, від частини збагаченої донорами (n) – КАТОД ) і все це пакується або у скляний, пластиковий чи металевий корпус.

Як поводить себе перехід у стані спокою (збалансованості зарядів) ми уже знаємо. А от у діодах використовується його здатність змінювати свою поведінку під час прикладення до нього зовнішньої напруги. Стан збудження електричним полем. Отже:

Прямий напрямок

Як я вже писав: прямим увімкненням або прямим напрямком увімкнення діода називається така умова, коли вивід його анода має більш позитивний потенціал напруги, аніж катод.

Змоделюємо ситуацію графічно.

Якщо до аноду діода (виводу p-ділянки) приєднати позитивний електрод джерела живлення, а до катоду (виводу n-ділянки) негативний. Стан збалансованості p-n переходу буде порушено зовнішнім електричним полем. Потенційний бар'єр стане тоненьким, бо отримавши додатковий потенціал електрони n-ділянки попрямують у бік p-ділянки, а дірки p-ділянки, з тієї ж причини попрямують у бік n-ділянки. Відбуватиметься рекомбінація, бар'єр втратить свої роздільні можливості і електрони джерела живлення вільно потечуть крізь кристал напівпровідника. З'явиться електричний струм. Це, звісно, спрощено, втім, досить зрозуміло.

Таке приєднання p-n переходу до зовнішнього джерела живлення і називається прямим увімкненням, а струм, який потече через діод – прямим струмом. Технічна характеристика діоду завжди має чітку вказівку на максимальне значення прямого струму!

Між струмом та напругою прослідковується пряма залежність: чим більша напруга прикладена до переходу, тим більший матимемо струм. Крива залежності показана на графіку праворуч від схеми увімкнення. Характеристика прямого увімкнення завжди зображується на вольт-амперному графіку у верхньому правому квадранті.

Зворотний напрямок

Зовсім інакше поводитиме себе p-n перехід у випадку зміни полярності приєднання зовнішнього джерела живлення.

Стан збалансованості p-n переходу також порушується зовнішнім електричним полем. Але потенційний бар'єр стане більшим, бо отримавши додатковий потенціал електрони n-ділянки попрямують у бік позитивного полюса джерела живлення, тоді як дірки p-ділянки, з тієї ж причини подадуться до негативного. Відбудеться додаткове розмежування основних носіїв заряду, бар'єр розшириться збільшивши свою розділову здатність. Протікання прямого струму стане неможливим.

Та невеличкий струм все-таки тектиме і забезпечується він дрейфом неосновних носіїв заряду. Вони, як ви вже знаєте, мають протилежне від основних носіїв значення заряду.

Таке приєднання p-n переходу до зовнішнього джерела живлення називається зворотним увімкненням, а потік струму через діод – зворотним струмом. Позаяк зворотний струм утворюється неосновними носіями заряду, концентрація яких у легованих ділянках напівпровідників набагато менша за основні, то він буде набагато меншим за основний і мало залежатиме від зворотної напруги.

На відміну від стану прямого увімкнення при зворотному увімкненні нормується максимальна зворотна напруга! Технічна характеристика діоду завжди має чітку вказівку на цю величину.

При її перевищенні відбувається пробій p-n переходу. Він може бути або тепловим(1), або електричним(2). Під час пробою різко зростає зворотний струм, це помітно на графіку праворуч від схеми. Характеристика зворотного увімкнення завжди зображується на вольт-амперному графіку у нижньому лівому квадранті. Електричний пробій (крива 2) не є критичним для переходу і при знятті напруги працездатність переходу відновлюється. Втім, так відбувається лише до тієї миті, поки перехід не пошкоджений тепловим пробоєм (крива 1). Тепловий пробій завдає переходу незворотних руйнувань і призводить до його виходу з ладу.

Підсумуємо. Діод може бути пошкоджений або надмірним прямим струмом, або надмірною зворотною напругою. І те й інше веде до руйнації переходу і, як наслідок, розриву кола та припинення роботи пристрою. Отже, для будь-якого діода не слід перевищувати визначені межі максимального прямого струму чи то максимальної зворотної напруги. До цих меж навіть не слід наближатися, якщо вам потрібна його надійна робота. Згадайте правило 50-70.

Декілька слів стосовно розбіжностей між германієвими та кремнієвими основами.

Функція односторонніх воріт у діода, саме завдяки певному опору, працює на зовсім як вимикач. Це ви уже знаєте. Тобто, щоб ворота "відчинилися", на діоді потрібно мати якусь мінімальну напругу порогу. Скажімо для кремнієвого діода це 600-700 мВ, для германієвого – 200-300 мВ. Різниця пов'язана з тим, що кремній має ширшу заборонену зону і для її подолання електрон має отримати більшу додаткову енергію.  Ця особливість може здатися недоліком, але насправді вона дуже корисна, бо працює неначе перемикач чутливий до рівня напруги.

Ще однією принциповою відмінністю між кремнієвими та германієвими діодами, крім напруги увімкнення, є їхня здатність розсіювати тепло. Кремнієві діоди справляються із цим набагато краще. Його максимальна робоча напруга, в залежності від типу, може сягати 125°С чи навіть і більше.  А от якщо кристал германієвого діоду нагрівається до температури 85°С, фізика процесів його кристалічної структури зазнає суттєвих змін. При температурі вище 85°С, германієві діоди втрачають працездатність.

Вольт-амперна характеристика

Це крива на графіку. Що таке графік нам уже відомо, і як його розуміти ми теж знаємо. Лишилося навести узагальнений графік вольт-амперної характеристики і розібрати деякі нюанси.

Вище наведено саме такий, узагальнений графік кремнієвого діода. Він будується на спільних осях координат. Втім, цілком допустиме зображення і в іншому вигляді, що характерно для технічної, довідкової літератури, паспортів на компоненти іноземного виробництва. Наведу приклад з Datasheet потужного діода 10А10.

Графіки підписані, тобто зрозуміло де пряме увімкнення, а де зворотне. А якщо зворотний графік перевернути на 180°, сумістити лінію струму та напруги отримаємо вигляд побудови на спільних осях. Єдина відмінність – використання не лінійного, а логарифмічного масштабу.

Втім, повернемося до нашого узагальненого графіка. Ви не могли не звернути увагу на те, що розмірність на осях струму та напруги у квадрантах різна. Це відповідає твердженням, з якими ви познайомилися вище. Адже у прямому увімкненні струм (Iпр) не зустрічаючи потужного опору вільно протікає через діод і величина його залежить від прикладеної напруги (Uпр). А зворотне увімкнення відповідає "зачиненим воротам". Вони стримують якусь максимальну "навалу" напруги (Uзвр), до певної межі – електричного пробою, не даючи струмові дозволу на вільний прохід. І просочується лише невелика кількість неосновних носіїв "крізь невеличку шпаринку". До того ж, зворотний струм (Iзвр) не залежить від прикладеної напруги, бо кількість таких носіїв незначна. А от температурна залежність є. Адже ми уже знаємо: більша температура – більший струм і, як наслідок – тепловий пробій.

Різновиди діодів

Існує багато типів діодів, кожен з яких спеціально пристосований для найкращого функціонування у якомусь виді застосування. Потужні діоди для перемикання, блоків живлення та ін., які здатні працювати з великими струмами чи перетворювати високі напруги, зазвичай називаються випрямними діодами. Є діоди, що використовуються для перетворення сигналів, їхнього перемикання, здатні до швидкого відновлення тому і мають високу швидкість зміни процесів. Вони мають низьку внутрішню ємність (зберігають менше заряду, але, як правило, мають слабкіші показники для роботи з великими струмами). Є діоди для роботи на високих частотах, такі діоди мають меншу константу часу перемикання, що означає меншу затримку часу та зменшення втрат сигналу.

Дуже цікавий різновид діодів – діоди Шотки. Вони мають надзвичайно низьку ємність переходу і швидкість перемикання (~10 нс). Це все завдяки не зовсім стандартному переходу, де замість пари напівпровідник-напівпровідник використовується метал-напівпровідник. Для таких діодів характерний також низький поріг напруги переходу – як мінімум 0.15 В, але зазвичай трохи більше (середнє значення 0.3 В). Такі властивості дозволяють їм реагувати на слабкі високочастотні сигнали, на які звичайні p-n діоди не зреагують. Скажімо діод Шотки з порогом 0.3 В уже зможе працювати із сигналом ледь більшим за 0.3 В, а для звичайного p-n діоду з порогом 0.7 В потрібен сигнал більший за 0.7 В. З цієї причини діоди Шотки дуже популярні для низьковольтних сигнальних детекторів, перемикачів сигналів телекомунікацій, низьковольтних джерел живлення, схем захисту. Їхня здатність працювати із досить великими струмами та мале власне падіння напруги, робить їх корисними для схем енергозабезпечення, позаяк вони генерують набагато менше тепла, тож потребують менших затрат на тепловідведення.

Практичні поради

П'ять основних характеристик, які слід враховувати при виборі діода:

― максимальна (пікова) зворотна напруга Vзв;

― максимальний середній прямий струм Iпр;

― час відновлення Tв;

― максимальний зворотний струм Iзв;

― максимальне падіння напруги Vпр.

Кожна з цих характеристик може мати вирішальне значення під час процесу вибору елемента для виготовлення різноманітних пристроїв. Для блоків живлення, наприклад, найважливішими характеристиками є максимальна зворотна напруга та максимальний середній прямий струм. Напруга змінного струму для випрямляння повинна бути меншою за максимальну зворотну напругу діода, а бажаний струм не повинен перевищувати величину максимального прямого струму.

Для пристроїв, які будуть працювати на підвищених частотах із низьковольтними сигналами вирішальне значення матиме час відновлення діоду та максимальне падіння напруги.

З усім асортиментом діодів, що є в наявності в магазині Радіодеталі, можно ознайомитись за посиланням. 

Нижче, у таблиці, декілька прикладів параметрів найбільш поширених серій різних діодів:

Увага! Працюючи із Технічними паспортами (Datasheet), не забувайте. Уся інформація наведена за умови робочої температури 25°С, що постійно наголошується. З ростом температури показники будуть змінюватися.

Ще одне. Не сприймайте перший-ліпший Datasheet за догму, інколи навіть там трапляються помилки.

Стосовно корпусів діодів. Корпуси серії DO, як і R це звичайний циліндр які можуть бути скляними або пластиковими. Скляні корпуси характерні для імпульсних, германієвих діодів або стабілітронів, наприклад DO-35, корпуси інших діодів пластикові, які відрізняються своїми розмірами. Корпус ТО-220 вам уже добре відомий.

Також існують діоди для поверхневого монтажу, є масиви діодів у формі IC. Користуються попитом і здвоєні діоди та мостові збірки випрямних діодів, які використовуються для випрямлячів. Усі такі елементи мають різні розміри та форми для різного рівня потужності.

Узагальнений символ діода вже було наведено на початку допису. Стандартизоване зображення дещо відрізняється. Таким символом позначаються випрямні, імпульсні діоди, детектори.

І перед тим, як взятися за розгляд прикладів практичного застосування, ознайомимося з методами перевірки діодів.

Найуживаніший – за допомогою мультиметра. У багатьох мультиметрів на шкалі перемикача вибору діапазонів виміру є символ діода. Це саме те положення, яке і призначене для перевірки діодів. Воно може бути відокремленим, суміщеним з положенням зумера для тестування кіл або з положенням для виміру опору (як правило, для виміру одиниць кілоомів, що обмежує максимальний струм через діод під час його прямого увімкнення). При прямому увімкненні діод покаже якийсь опір, а при оберненому – він не буде пропускати струм. 

Якщо діод і при прямому і при оберненому увімкненні показуватиме якийсь опір (перехід пробитий), або не буде пропускати струм ані в одному, ані в іншому увімкненні (перехід вигорів) – він не придатний для застосування. До речі, мультиметри у яких існує відокремлене положення перемикача для перевірки діодів чи суміщене із зумером для тестування цілості кола, при прямому увімкненні діода показують рівень падіння напруги на ньому.

Досить зручно і наглядно перевіряти діоди тестером. Якщо стрілка відхиляється – струм є, якщо не відхиляється – струму немає. Не забуваймо лише таку перевірку проводити на діапазоні для виміру опору одиниць кілоомів.

Можна, при необхідності, перевірити діоди використовуючи для цього елементи живлення та звичайну лампочку накалювання. Опір самої лампочки буде надійним обмежувачем струму у колі. Для цього використаємо касету для чотирьох елементів живлення, загальна напруга складе (на свіжих елементах) близько 6.0 В і лампочку на 6.0 В зі струмом споживання 60 мА. При прямому увімкненні лампочка горітиме, при зворотному – ні.

Пошкодження переходу даватимуть таку ж саму реакцію, як і під час перевірки приладами. Перехід пробитий – лампочка горить в обох положеннях увімкнення діоду, перехід вигорів – лампочка не горить в жодному з положень увімкнення діоду.

Скрізь на світлинах дріт червоного кольору – "плюс". І, гадаю ви пам'ятаєте, смужка на корпусі діода – "катод".

Я навмисно зробив наголос стосовно дроту червоного кольору! Уважний читач повинен був помітити невідповідність полярності приєднання дротів та відхилення стрілки на шкалі тестера, особливо це видно при збільшенні світлини.

Щоб пояснити такий факт, слід трохи відхилитися від основної теми.

Тоді, коли створювалися подібні прилади (маються на увазі аналогові мультиметри – тестери), ще не існувало напівпровідників. Основне їхнє призначення – вимір струму, напруги, опору. Саме тому їх називали ампервольтомметрами. Вироблялося навіть ціле сімейство тестерів під назвою АВО. Створюючи такі пристрої конструктори ішли шляхом спрощення комутації, адже для виміру опору не мала значення полярність прикладеної наруги.

Та коли з'явилися напівпровідники, така конструктивна особливість дала себе знати. І вона присутня, особливо у тестерах застарілих моделей.

Досить популярна серед аматорів, навіть дотепер, моделі тестера ТЛ-4М має на корпусі чіткі позначки "+" та "–" біля гнізд приєднання дротів. Та ці позначки стосуються полярності входу при вимірі струму або напруги. У режимі виміру опорів полярність вихідної напруги, від внутрішнього джерела живлення, на клемах приладу – обернена позначкам!

Майте це на увазі. Для правильного функціонування приладу, під час перевірки стану напівпровідникового переходу, тобто, анод "+" – катод "–" дроти слід поміняти місцями або фізично, або віртуально (подумки). Цього особливо слід дотримуватися при роботі з транзисторами, якщо ви, скажімо, збираєтесь визначити його структуру, чи розташування виводів за допомогою тестера.

Якщо тестер використовується як простий індикатор придатності p-n переходу (діода чи транзистора) така особливість не критична. Адже нам достатньо знати цілий перехід чи ні, тобто, в один бік є струм, в інший немає.

У пізніших моделях тестерів, хоч і зберегли застарілу "болячку", зате попрацювали із позначками на гніздах для приєднання дротів, що добре видно на прикладі моделі Ц-4317М. Гніздо COM уже на має чітко визначеної полярності, воно позначене "зірочкою", тобто може бути "+", а може "–". А от парне гніздо для виміру струму, напруги та опору має позначку " V, mA, –kΩ, –MΩ", де вказана полярність цього гнізда для вимірювання напруги чи струм, та для вимірювання опорів ("+", як часто це буває, просто опускають). Не забувайте про це, бо при роботі з напівпровідниками можна наміряти казна-що.

Деякі сучасні тестери, особливо ті, у яких існує відокремлене положення перемикача вибору для перевірки стану p-n переходу, позбавлені такого "недоліку". У них це вирішено на рівні внутрішньої комутації.

Така особливість – "зміна полярності", у цифрових мультиметрів відсутня.

Продовжимо наш огляд.

Найліпше перевірку діодів проводити за допомогою LCR-T4. Це надзвичайно зручний помічник аматора. Зверніть увагу на світлину нижче:

Діод приєднуємо будь-як, а прилад автоматично покаже вам не лише де у діода анод, а де катод, а відразу ще й рівень падіння напруги на ньому. Ви дізнаєтесь про ємність переходу (визначальний параметр для роботи діода у високочастотних колах). Також пристрій допоможе оцінити зворотний струм діода Ir при його оберненому увімкненні.

-------------------------------------------------------------------

ВІДСТУП

продовження про джерело живлення

Стосовно нюансів. Деякі блоки живлення мають не зовсім стандартне під'єднання полярності вихідних дротів до штекера. Слід звертати на це увагу! Штекери більшості зовнішніх джерел живлення мають стандартизовану полярність позначену значком як на світлині. Негативний полюс ззовні, позитивний у отворі штекера.

У такому випадку можна покластися на свою пам'ять та увагу, але доцільніше реалізувати захист модуля регулятора-стабілізатора від неправильної полярності джерела живлення.

Ще одне, на чому я хотів наголосити. Наш регулятор-стабілізатор універсальний, тобто, йому байдуже звідки ви будете брати постійну напругу для її регулювання. Це може бути акумулятор, батарея елементів живлення, будь-яке джерело постійного струму в межах дозволеної напруги. Таке джерело не обов'язково повинно мати потрібний штекер. Для його приєднання можна виготовити перехідник. Як приклад, подам вигляд такого перехідника для зовнішнього джерела живлення від ноутбука. Це я до чого? Усіх можливих рішень не передбачиш. Проявляйте винахідливість.

Продовжимо наш огляд самостійного виготовлення універсального базового регулятора-стабілізатора.

Його схем не буде надто сильно відрізнятися від стандартної, наведеної у технічному паспорті, але матиме деякі додаткові особливості. В ній, зокрема, додано вузол індикації наявності зовнішньої напруги. Як ви помітили, така індикація у готовому модулі відсутня, тож не зовсім зрозуміло надходить живлення на модуль чи ні. Беручи до уваги те, що модуль здатен працювати з різноманітним рівнем зовнішньої напруги, неможливо виготовити її з допомогою звичайної лампочки чи світлодіода. Отже, для реалізації такої індикації використано фіксований стабілізатор 78L05. Незалежно від рівня напруги на вході, а це від 6.5 до 30 В, стабілізатор живитиме ланцюг світлодіода з обмежувальним резистором, забезпечуючи індикатор фіксованим струмом близько 20 мА.

Зверніть увагу! Частина схеми обведена блакитною рамкою – тимчасова. Тобто, під час подальшої модернізації її не існуватиме, бо індикацію увімкнення живлення буде реалізовано на модулі мережевого живлення. Втім, у цьому варіанті вона корисна.

Для реалізації такої конструкції я знову ж таки беру макетну плату з односторонньою металізацією отворів. Я не прихильник травлення друкованих плат для одноразових проектів. На мій погляд сенс займатися розробкою та травленням таких плат є лише тоді, коли планується серія виробів, або якщо він складний та його неможливо, чи то шкідливо, ділити на відокремлені модулі. Та це моє бачення і воно не є догмою.

Схема стандартна, відпрацьована, отже немає сенсу займатися її налагодженням за допомогою Breadboard. Тож перше, що нам слід зробити – розташувати деталі на монтажній друкованій платі і продумати їхнє з'єднання.

Зверніть увагу. Стабілізатор LM317 слід буде встановлювати на радіатор, тож його розташовуємо на краю плати. Фіксований стабілізатор для живлення ланцюга індикації використаємо у корпусі ТО-92, адже він буде віддавати струм лише 20 мА, при максимумі – 200 мА, отже радіатор йому не потрібен. Тому, хто має намір остаточно зупинитися на цьому варіанті, раджу використати фіксований стабілізатор у корпусі ТО-220, встановивши його також на радіатор. Тоді можна буде від цього БЖ, застосувавши гніздо USB мати додатково фіксовані 5 В, скажімо для заряджання, чи живленні якихось USB девайсів. Ми ж таке гніздо реалізуємо пізніше, трішечки інакше, зате потужне і здвоєне.

Читаючи супровідні пояснення від авторів різноманітних конструкцій, часто можна зустріти таку фразу: "при використанні заздалегідь перевірених компонентів, прилад налагодження не потребує і починає працювати відразу". Я цим ще раз хочу наголосити: "При підготовці до виготовлення будь-якого пристрою, обов'язково перевіряйте компоненти на придатність, особливо якщо вони вживані!". Робіть так-званий – вхідний контроль.

Для прикладу. Я вирішив використати деякі вживані компоненти, зокрема – електроліти та стабілізатор 78L05.

Основний комплект компонентів: діоди, резистори, конденсатори, потенціометри досить легко перевіряється мультиметром з можливістю перевірки ємності.

А от для перевірки електролітів (електролітичних конденсаторів), бажано застосувати прилад, який би зміг виміряти не лише ємність, а й ЕПО (еквівалентний послідовний опір (ESR)). І такий прилад у нас є. Це універсальний LCR-T4.

Давайте звернемо увагу на те, що у мене вийшло з відібраними конденсаторами, як на мене, приклад досить показовий.

1. Електроліт 10 мкФ х 35 В – цілком придатний.

2. Електроліт 10 мкФ х 50 В (аксіальний) – ємність більша від задекларованої на 50 з гаком відсотків (уже повинно насторожити), а досить високий ЕПО переводить його до розряду умовно придатного. Простіше кажучи, його можна десь приліпити, але не в нашій конструкції. Висновок – міняємо.

3. Електроліт 470 мкФ х 50 В – ємність менша від задекларованої, тобто конденсатор починає її втрачати ("сохнути"), ЕПО цілком пристойний. Висновок – беручи до уваги тимчасову функціональну потрібність (згадайте частину схеми у блакитній рамці), його можна використати.

Тож на маючи такого приладу, можна потрапити у халепу! Гадаю ніхто заперечувати не буде.

Ще один вживаний компонент – фіксований стабілізатор 78L05. Це стандартний стабілізатор у корпусі ТО92, він призначений для невеличких навантажень і нам, при потрібному струмі 20 мА, стабілізатора у такому корпусі цілком вистачить.

Для того, щоб пересвідчитись у його придатності, слід зібрати просту контрольну схему. За допомогою контактної макетної плати це робиться надзвичайно просто.

Нижче ви бачите і схему, і приклад монтажу деталей на такій платі, і результат перевірки роботи стабілізатора.

Як джерело живлення використано елемент 6F22 (Крона) бо його напруга 9 В, а це одна з передумов функціонування стабілізаторів – вхідна напруга повинна дорівнювати вихідній + мінімум додаткових 2-3 В (більше – краще, але не більше максимально можливої). Ланцюжок навантаження – такий самий, як і буде у схемі регулятора: світлодіод та обмежуючий струм резистор. Світлодіоди ми з вами ще будемо розглядати та забігаючи наперед скажу, що проти виводу "катода" на його корпусі є лиска. Втім, якщо ви помилково увімкнете його не так, як потрібно, він просто не засвітиться.

Напруга на виході 5 В, елемент придатний до використання.

Попутно покажу як перевірити LM317. Схема трошки складніша. Я залишу вам можливість самостійно її зібрати. При вказаних на схемі номіналах резисторів R1 та R2, напруга на виході стабілізатора повинна складати приблизно 3.0 вольти. Що вийшло в результаті, можете побачити нижче. Якщо замість резистора R2 застосувати потенціометр 5 кОм у реостатному режимі, можна навіть змінювати напругу виходу, але не раджу підіймати її більше 5 В. Більша напруга може пошкодити чи навіть зруйнувати світлодіод.

Стосовно світлодіода. Не слід брати надто потужного. У моєму випадку це червоний світлодіод діаметром 3 мм. Оберіть світлодіод розрахований на струм 20 мА, саме для такого стуму розраховано обмежувальний резистор R1 у схемі регулятора. Менший струм потребуватиме більшої величини опору, більший – меншої.  

Отже вхідний контроль компонентів ми провели, беремося за їхню компоновку на друкованій макетній платі.

Наводжу свій варіант. І знову ж таки наголошую, він не є єдиним правильним. При потребі ви можете перекомпонувати деталі на свій розсуд.

Деякі зауваження!

1. Світлодіод подано впаяним у плату, ви ж можете з цих отворів вивести дроти і встановити його на передній панелі корпусу. Так само, при бажанні чи потребі, можна зробити і з потенціометрами.

2. Зеленим кольором на платі вказана перемичка зі сторони розташування деталей.

3. Помаранчевим кольором наведено доріжки-з'єднання зі зворотного боку плати.

4. Індексація елементів відповідає принциповій схемі поданій вище.

 

Продовження статті за посиланням.