A 78xx az első generációs hárompólusú lineárisan integrált pozitív feszültségszabályozók családja. Az alap 78xx család mikroáramköröket tartalmaz kilenc fix kimeneti feszültséghez +5 és +24 Volt között, négyjegyű kódokkal 7805, 7806 ... 7824 (a harmadik és negyedik karakter a kimeneti feszültség). A μA78G IC (digitális utótag nélkül) egy állítható négytűs feszültségszabályozó +5 ... +30 V-ig. A megengedett bemeneti feszültség +35 V-ra (40 V a 7824-nél) korlátozódik, az IC megengedett kimeneti áramára. a TO-220 csomagban 1 A-ra korlátozódik. Az áramkör beépített túlmelegedés elleni védelemmel és a kimeneti tranzisztor beépített egyoldali védelmével rendelkezik a túlterhelés ellen.
Van egy kapcsolódó 79xx család a negatív feszültségszabályozókhoz. A 78xx és 79xx integrált áramkörök együtt használhatók pozitív és negatív tápfeszültség biztosítására ugyanazon az áramkörön.
A család első IC-it az 1970-es évek elején adta ki a Fairchild Semiconductor μA7805 ... μA7824 néven, és ezek Robert Widlar LM109 IC továbbfejlesztései voltak . Ezt követően a 78xx kiadását különféle gyártók sajátították el. Jelenleg (2012-ben) az alap 7805-ös családon kívül nagyobb és kisebb kimeneti áramú változatai (78xxM, 78xxL és mások) TO-220, TO-92, SOP8L, D2PAK kiszerelésben készülnek.
A 78xx család bipoláris IC-it planáris epitaxiális technológiával gyártják, nagy teljesítményű tranzisztorok gyártására optimalizálva. Az IC nagy teljesítményű és kisáramú npn tranzisztorokat, oldalsó pnp tranzisztorokat (az áramforrásban), szubsztrát pnp tranzisztort (a hibaerősítőben), felületi zener diódákat (Zener diódák) és 0,2 ohmtól (kimeneti áram) használ. érzékelő) 20 K-ra. Az ezeket az alkatrészeket összekötő egyetlen alumíniumréteg vastagsága legfeljebb 1 mikron. A chip területe a maximális kimeneti áramtól függ: az 1-1,5 A áramerősségű "nagy" katonai sorozatú kristályok mérete 1,6 × 1,7 mm (67 × 73 mils ) vagy 2 × 2 mm (80 × 80) mils ) 0,3 mm (12 mil) vastagságnál [1]
A család összes IC-je ugyanazon kompenzációs stabilizátor séma szerint épül fel. A különböző feszültségekhez tartozó IC-k sematikus diagramjai a kimeneti feszültségosztó felső ellenállásának értékében különböznek, a különböző kimeneti áramokhoz tartozó IC-k kapcsolási rajzai a kimeneti áramérzékelő ellenállásában különböznek (0,2-2 ohm). Az egyéb ellenállások értékei a különböző gyártók különböző alcsaládjainak IC-iben jelentéktelen mértékben eltérhetnek. A kapcsolási rajzok grafikus ábrázolása általában rendkívül leegyszerűsített. Egy áramköri tranzisztor valójában több párhuzamosan kapcsolt tranzisztor szerkezetből, egy ellenállás több sorba kapcsolt ellenállásból és velük párhuzamosan kapcsolt zener dióda jumperekből állhat . A diagramok általában nem jelzik az "analóg" tranzisztorok legfontosabb paramétereit - emitter csomópontjaik relatív területeit.
Az áramkör szabályozó (áteresztő) eleme egy npn szerkezetű (T15, T16) kompozit Darlington-tranzisztor , amelyet emitterkövető köt össze , referencia feszültségforrás egy módosított Widlar-áramkör szerinti sávszélesség . A feszültség visszacsatolása a közös vezeték és az áramkör kimenete közé csatlakoztatott feszültségosztón (R20, R21) keresztül záródik. Ennek az osztónak az alsó ellenállása (R21) általában 4 kΩ, a felső (R20, 1-21 kΩ) a stabilizáló feszültségtől (5-24 V) függ. A hibaerősítő összehasonlítja az osztó középső pontjában lévő feszültséget a sávszélesség kimenetén lévő feszültséggel; ha a felezőpontban a feszültség eltér a kívánt értéktől (+4,0 V, és kis teljesítményű IS 78Lxx 2,5 V), akkor az erősítő korrigálja a kimeneti tranzisztor áramát úgy, hogy egy stabil áramforrást sönt T11-re.
A 78xx, 78Mxx alcsaládok és hasonlók teljesítmény IC-iben egy egyoldalas áramkör van megvalósítva, hogy megvédje a kimeneti tranzisztorokat attól, hogy áram és feszültség tekintetében a biztonságos működési tartományon (OBR) kívülre kerüljenek. Kis feszültségesés esetén a bemenet és a kimenet között (10 V-ig) a T14 tranzisztor áramkorlátozó üzemmódban működik: ha az érzékelőn (R16) a feszültségesés meghaladja a körülbelül 0,6 V-ot (feszültség a nyitott bázis-emitter csomóponton, U be ), a T14 simán nyitja és söntöli (de nem szakítja meg) a szabályozó tranzisztor bázisáramát. A bemenet és a kimenet közötti nagy feszültségesések esetén az áramküszöb lineárisan csökken. Mivel az Ube küszöbérték a hőmérséklet növekedésével csökken, a válaszküszöb is csökken a hőmérséklet növekedésével. A 78Lxx alcsalád kis teljesítményű IC-iben a bemeneti-kimeneti feszültséget nem veszik figyelembe, a védőáramkör csak a kimeneti áramra reagál.
A túlmelegedés elleni védelmi áramkör „felfelé” helyezkedik el, és az OBR védelemtől függetlenül működik: körülbelül +125 ° C-os kristályhőmérsékleten a sorosan kapcsolt T2, T3 emitter csomópontok feszültsége annyira leesik, hogy a védőáramkör elfogja a vezérlést. a kimeneti tranzisztort, és a kimeneti feszültség csökken.
A beépített szubsztrát dióda megvédi az áramkört a kimenetről a bemenetre áramló fordított áram hatásától a készülék normál leállítása során, így általában nem szükséges külső fordított diódával védeni a mikroáramkört. Egyes gyártók kifejezetten megadják a beépített szabadonfutó dióda jellemzőit: például az NCP7800 IC-családban a fordított áramkör ohmos ellenállása 1 Ω, és a korlátozó fordított áram rövid (több ms) impulzus esetén nem szabad. meghaladja az 5A-t ( az egyenáram fordított áramáram nincs megadva). Ez a tartalék nem biztos, hogy elegendő, ha a bemeneti áramkör azonnal rövidre záródik, például amikor a tápegység tirisztorvédelme kiold. Azokban az áramkörökben, amelyekben ilyen rövidzárlat lehetséges , és amelyekben jelentős kapacitások csatlakoznak az IC 78xx kimenetére, a mikroáramkörök védelmét külső, fordított kapcsolású diódákkal kell ellátni.
Nincs bemeneti túlfeszültség védelem. A túlzott bemeneti feszültség csökkenthető egy előtétellenállás beépítésével az IC 78xx bemenetére - feltéve, hogy az ezen az ellenálláson átfolyó minimális áram a legrosszabb körülmények között elegendő ahhoz, hogy az IC bemeneti feszültség soha ne emelkedjen a megengedett maximum fölé.
Minimális feszültségesés U pd.min. A 78xx bemenete és kimenete között, amelyen az áramkör működőképes marad, egyenlő az áramkör négy komponensén bekövetkező feszültségesések összegével, amelyek közül kettő a kimeneti áramot vezérli, a másik kettő pedig közvetlenül a kimeneti áramot vezeti. rajtuk keresztül:
Az első komponenst (U ke.nas. T11) figyelmen kívül hagyva feltételezhetjük, hogy az U pd.min maximális üzemi áram mellett. egyenlő három U be , és a határáramnál sokszor kisebb áramoknál - két U be . Ezen Ube mindegyike nemlineárisan nő az áramerősség növekedésével és lineárisan csökken a hőmérséklet növekedésével. A legjobb az U pd.min minimalizálása szempontjából. feltételek figyelhetők meg alacsony kimeneti áramoknál és a megengedett maximális hőmérsékleten (+125 ° C) - ilyen körülmények között U pd.min. 1,0 V körül van. A legrosszabb körülmények között (maximális áramerősség minimális hőmérsékleten) U pd.min. Ez a legrosszabb az U pd.min értéke. és rövid referenciaadatokban adjuk meg.
Az amerikai gyártók dokumentációjában a V do paraméter ( angol dropout voltage , U pd.min. analógja ) többféleképpen definiálható. Jellemzően V do azt a bemeneti-kimeneti feszültségesést definiálják, amelynél a kimeneti feszültség 100 mV-tal a normál stabilizációs feszültség alá esik egy adott hőmérsékleten és/vagy áramerősségnél - vagyis már a stabilizációs hiba üzemmódban.
A leggyakoribb opciók a következők: 7805, 7806, 7808, 7809, 7810, 7812, 7815, 7818 és 7824. A legszélesebb körben használt a 7805, mivel ezek lehetővé teszik a legtöbb TTL komponens táplálását. Egyes gyártók kevésbé elterjedt opciókat is gyártanak, például a kis teljesítményű LM78Mxx (500 mA) és az LM78Lxx (100 mA) a National Semiconductor cég gyártja . Léteznek némileg eltérő feszültségű változatok is: LM78L62 (6,2 volt) és LM78L82 (8,2 volt).
A hasonló elnevezések ellenére meg kell jegyezni, hogy a National Semiconductor által gyártott LM78S40 készülékek nem tartoznak a 78xx családba, mivel eltérő áramkörrel rendelkeznek. Ezeket kapcsolóüzemű tápegységekben használják, és nem lineáris szabályozók, mint a 78xx sorozatú eszközök. A Datel 7803SR valójában egy kulcsrakész kapcsolószabályzó, amelyet a 78xx IC kulcsrakész helyettesítésére terveztek, és nem része a sorozatnak. A stabilizátorok e sorozatának funkcionális analógjait a feszültségcsökkentési stabilizátorok kapcsolási moduljai formájában más gyártók is gyártják, és általában a nevük a „78” sorozatot tartalmazza. Például az R-78xx [2] sorozat a RECOM csoporttól, az AMSR-78 [3] az Aimtectől, a K78xx-500 [4] a Mornsumtól stb.
Hasonló mikroáramköröket gyártottak a Szovjetunióban. Elsőként a 142ENxx sorozatú, fémkerámia tokban lévő, aranyozott vezetékekkel ellátott mikroáramkörök születtek. Kíméletlen éghajlati viszonyok között történő használatra szánták, nevezetesen katonai felszerelésekben. Például a 142EN-et az 1960-ban kifejlesztett 9K11 "Malyutka" páncéltörő irányított rakéták tábláira telepítették .
Az 1980-as években megjelentek "civil" társaik - a KR142ENxx sorozat műanyag tokban KT-28-2 ( TO-220 ), hasonlóan a 78xx sorozathoz. A 2000-es években pedig megkezdődött a KR1332ENxx sorozat kis teljesítményű (500 mA) stabilizátorainak gyártása, hasonlóan a 78Mxx sorozathoz, és a KR1157ENxx, KR1181ENxx sorozathoz hasonló mikroteljesítményű (100 mA) stabilizátorok gyártása. A 78xx sorozatú mikroáramköröktől eltérően a mikroáramkörök hazai analógjainak elnevezési rendszere kevésbé kényelmes a memorizáláshoz (például az 5V 3A stabilizátor neve (K) 142EN5A , a 15V 1,5A stabilizátor 142EN8V, a 9V stabilizátor neve stabilizátor - 142EN8G.
A 142EN sorozatú stabilizátorok mikroáramköreit a következő feszültségtartományokhoz gyártják: 5 (K142EN5A, EN5V), 6 (EN5B, EN5G), 8, 9 (EN8A, EN8G), 12 (EN8B, EN8D), 15 (EN8V, EN8E), 18, 20 , 24 és 27 V. A kiadás Oroszországban folytatódik.