Jarzeniówka stabilizacyjna

Jarzeniówka stabilizacyjna (także: jarzeniowy stabilizator napięcia, stabiliwolt, stabilitron) to lampa gazowana z zimną katodą służąca do stabilizacji napięcia. Spełniała podobną rolę w układach lampowych jak dioda Zenera w półprzewodnikowych. Obecnie ma znaczenie wyłącznie historyczne.

Budowa i zasada działania

Przykład charakterystyki napięciowo-prądowej jarzeniowego stabilizatora napięcia

Jarzeniówka stabilizacyjna wykorzystuje fakt małej zależności napięcia wyładowania jarzeniowego od płynącego prądu (na rysunku odcinek BC na charakterystyce). Zbudowana jest z pręta anody otoczonego możliwie dużym cylindrem katody. Katoda wykonana jest z molibdenu, niklu albo glinu i pokryta warstewką metali silnie alkalicznych jak sód, potas czy cez. Całość otoczona jest bańką szklaną wypełnioną mieszanką gazów szlachetnych pod odpowiednim ciśnieniem. Od jej składu i ciśnienia zależy robocze napięcie pracy. Zwykle stabilitrony zaopatrzone są w cokoły typowe dla lamp elektronowych, rzadziej zdarzają się niestandardowe wyprowadzenia elektrod.

Podstawowe parametry

Znamionowe napięcie pracy. Stabilitrony były budowane na zakres napięć od 70 V do paru kV.
Napięcie zapłonu. Zawsze jest większe od napięcia stabilizacji, zwykle o kilkadziesiąt V.
Minimalny prąd roboczy. Przy zbyt małym prądzie wyładowanie jarzeniowe staje się niestabilne i napięcie stabilitronu wzrasta. Dla typowych lamp wynosił on od kilkudziesięciu μA do kilku mA.
Maksymalny prąd roboczy – typowo 0,1-80 mA, wyjątkowo większy. Przy zbyt dużym prądzie dochodzi do przekroczenia dopuszczalnej mocy strat i wydajności katody.

Zastosowanie

Równoległe parametryczne stabilizatory napięcia w układach niewielkiej mocy. Zasilanie stabilitronu odbywało się przez szeregowy rezystor, a obciążenie było do niego przyłączone równolegle.
Źródła napięcia odniesienia w układach pomiarowych i stabilizatorach zasilaczy.
Przesuwniki poziomu we wzmacniaczach prądu stałego.
Generatory relaksacyjne w elektronicznych instrumentach muzycznych i urządzeniach pomiarowych (na przykład jako generator piłokształtnej podstawy czasu w oscyloskopach).

Cechy charakterystyczne

Niektóre stabilitrony posiadają nieużywane styki na cokole połączone zworą. Można je wykorzystać do zabezpieczenia układu przed awarią w razie wyciągnięcia lampy z podstawki.
Produkowane były także stabilizatory wieloelektrodowe dostarczające kilku napięć. Posiadały one kilka cylindrycznych katod umieszczonych jedna w drugiej.
Stabilitrony charakteryzują się stosunkowo dużymi szumami własnymi.
Przy konstrukcji zasilaczy ze stabilitronami włączenie równolegle do lampy kondensatora o zbyt dużej pojemności może spowodować oscylacje relaksacyjne, a nawet jej zniszczenie.
Dla otrzymania wyższego napięcia stabilizacji można stabilitrony łączyć szeregowo. Nie należy ich łączyć równolegle.

Oznaczenia typów

Oznaczenia stabilitronów nie były jednorodne, wiele firm produkowało je pod unikatowymi nazwami.

W USA symbole typów często rozpoczynały się od cyfry „0”, na przykład „0B3”, „0A2”.
W ZSRR symbole typów rozpoczynały się od liter SG (СГ) i kończyły literą oznaczającą rodzaj cokołu.
W Europie często stosowano oznaczenie rozpoczynające się od liter StR lub STV, po których następowały dwie liczby: napięcie(V)/prąd(mA), na przykład STV108/30.
W Polsce stabilitrony typów SG2S (75V, 5-40 mA), SG3S (105V, 5-40 mA) i SG4S (150V, 5-30 mA) produkowały zakłady Lamina w Piasecznie. Ich parametry odpowiadały lampom produkcji ZSRR o tych samych oznaczeniach, były one również identyczne konstrukcyjnie. Stosowano je jedynie w sprzęcie profesjonalnym.

Bibliografia

L. Niemcewicz, Lampy elektronowe i półprzewodniki, Wyd. III, WKŁ, 1968.

Linki zewnętrzne

Dane aplikacyjne wybranych stabilitronów General Electric (ang.)