Stabilizatory napięcia i generatory sinusoidalne

W układzie stabilizatora parametrycznego efekt stabilizacji uzyskuje się wykorzystując kształt charakterystyki elementu regulacyjnego, stabilistora, np. diody Zenera. Schemat prostego układu ze stabilistorem przedstawiono na rys.1.1.

Rys.9.1. Stabilizator parametryczny: a) schemat blokowy, b) schemat zastępczy, c) schemat zastępczy

Zasadę działania tego układu ilustruje rysunek 1.2. Ponieważ napięcie wyjściowe stabilizatora jest równe napięciu na diodzie Zenera, dlatego badanie wpływu napięcia wejściowego i rezystancji obciążenia na wartość napięcia U₂ polega na analizie położenia punktu pracy na charakterystyce diody. Dwa skrajne położenia tego punktu odpowiadają stanom, kiedy dioda praktycznie nie przewodzi I₂ ≈ 0 A, U₂ ≈ U_Z0 oraz kiedy przewodzi prąd o wartości dopuszczalnej I_Z = I_ZMAX. Zakłada się, że I_ZMAX = P_Z/U_Z0. Jeżeli na charakterystyce diody narysuje się tzw. prostą obciążenia (jest to charakterystyka prądowo – napięciowa pozostałej, liniowej części obwodu stabilizatora) to punkt przecięcia tej prostej z nieliniową charakterystyką diody Zenera wyznacza punkt pracy diody Zenera
i jednocześnie punkt pracy obwodu do niej dołączonego. Zmieniając odpowiednio parametry diody Zenera (napięcie przebicia U_Z0, rezystancja dynamiczna r_Z) i rezystancje obwodu (R_S, R₀) można dokładnie prześledzić ruchy punktu pracy po charakterystyce diody i charakterystykach elementów
z jakich jest zbudowany stabilizator.

Rys.9.2. Graficzna analiza pracy stabilizatora parametrycznego

Przyjmując dwuodcinkową aproksymację charakterystyki diody Zenera oraz, że punkt pracy diody leży na odcinku umożliwiającym stabilizację napięcia można napisać:

             Po przekształceniu uzyskuje się:

Wyznaczając odpowiednie pochodne cząstkowe można obliczyć poszczególne współczynniki stabilizacji:             

Decydujący wpływ na jakość stabilizacji mają: wartości rezystancji dynamicznej r_Z
i współczynnik temperaturowy dU_Z0/dT stabilistora.