KWALIFIKACJA ELM5 - PAŹDZIERNIK 2016

PYTANIE NR 38.
W celu otrzymania na wyjściu stabilizatora 7805 napięcia o wartości 8 V należy użyć diody Zenera o symbolu
Ilustracja przedstawia schemat blokowy stabilizatora napięcia 7805 z dodatkową diodą Zenera.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby uzyskać 8 V ze stabilizatora 7805 (5 V względem swojej masy), stosuje się diodę Zenera w obwodzie masy, która "podnosi" punkt odniesienia o Uz. Wtedy Uwy ≈ 5 V + Uz, więc potrzebne jest Uz ≈ 3,0 V. Dlatego właściwa jest dioda o symbolu BZX85C3V0.

Pełne wyjaśnienie:

Stabilizator 7805 jest klasycznym stabilizatorem liniowym, którego napięcie wyjściowe wynosi ok. 5 V względem swojego wyprowadzenia masy (GND). Jeżeli włączymy element, który podniesie potencjał tego punktu odniesienia względem "prawdziwej" masy układu, to wyjście stabilizatora zostanie podniesione o tę samą wartość.

W praktyce często realizuje się to przez zastosowanie diody Zenera w obwodzie masy stabilizatora. Dioda spolaryzowana zaporowo utrzymuje w przybliżeniu stałe napięcie Uz (przy zapewnionym odpowiednim prądzie), więc masa stabilizatora znajduje się o Uz wyżej niż masa urządzenia.

Wtedy zależność jest prosta:

Uwy ≈ 5 V + Uz

Chcemy uzyskać 8 V, więc potrzebujemy diody o napięciu Zenera:

  • Uz ≈ 8 V − 5 V = 3 V

Z podanych odpowiedzi odpowiada temu BZX85C3V0 (około 3,0 V). Pozostałe wartości prowadzą do innych napięć wyjściowych: dioda 2,7 V da ok. 7,7 V, dioda 4,7 V da ok. 9,7 V, a dioda 5,6 V da ok. 10,6 V, więc nie spełniają warunku 8 V.

Warto też pamiętać o aspektach praktycznych: napięcie wyjściowe 7805 ma tolerancję, a napięcie Zenera zależy od prądu i również ma tolerancję (oznaczenie "C" zwykle wskazuje klasę tolerancji w danej serii). Dlatego w realnym układzie 8 V może być wartością przybliżoną, a dobór rezystorów/prądów pracy ma znaczenie dla stabilności.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Oznacza to, że stabilizator utrzymuje ok. 5 V między wyjściem a swoim pinem GND. Jeżeli pin GND "podniesiesz" ponad masę układu (np. diodą Zenera), to napięcie wyjściowe względem masy urządzenia wzrośnie o tę samą wartość.
Stosuje się zależność: Uwy ≈ 5 V + Uz. Dla 8 V wychodzi Uz ≈ 8 − 5 = 3 V. Następnie dobiera się diodę Zenera o napięciu ok. 3,0 V (np. z serii BZX85).
Bo BZX85C3V0 ma napięcie Zenera około 3,0 V. W układzie z "podniesioną masą" stabilizatora 7805 to napięcie dodaje się do 5 V. W efekcie otrzymuje się w przybliżeniu 5 V + 3 V = 8 V.
Można fizycznie, ale nie spełni to założenia 8 V. Przy 2,7 V otrzymasz około 7,7 V (5 V + 2,7 V). To typowy błąd: wybór "prawie pasującej" wartości bez policzenia różnicy.
Gdy potrzebujesz nietypowego napięcia, a masz dostępny popularny stabilizator (np. 7805), albo chcesz szybko uzyskać kilka woltów więcej bez przetwornicy. Rozwiązanie bywa używane w prostych zasilaczach i układach prototypowych.
Ograniczeniem jest rozrzut parametrów: 7805 ma tolerancję, a dioda Zenera ma tolerancję i wymaga właściwego prądu pracy. Dodatkowo rośnie spadek mocy i nagrzewanie stabilizatora, bo nadal jest to stabilizator liniowy.
Tak. Stabilizacja napięcia Zenera zachodzi przy polaryzacji zaporowej (w obszarze przebicia), przy zapewnionym prądzie. Przy polaryzacji przewodzenia dioda zachowuje się jak zwykła dioda i nie utrzyma żądanego napięcia 3 V.
W praktyce końcówka oznaczenia (np. "3V0") wskazuje nominalne napięcie Zenera 3,0 V. Warto jednak potwierdzać to w karcie katalogowej, bo różne serie i producenci mogą mieć szczegóły oznaczeń (tolerancja, moc, obudowa).
Bo w tym układzie napięcie Zenera dodaje się do 5 V stabilizatora. Dla 4,7 V dostajesz około 9,7 V. Jeśli celem jest 8 V, taka dioda przesuwa punkt odniesienia za mocno i układ nie spełnia wymagań.
Najczęściej myli się sposób włączenia diody (masa vs wyjście), traktuje Zenera jak spadek 0,7 V lub wybiera wartość "na oko". Pomaga zapamiętać wzór Uwy ≈ 5 V + Uz i zawsze wykonać krótkie odejmowanie.
info

Około 56% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że aby uzyskać 8 V ze stabilizatora 7805 (5 V względem swojej masy), stosuje się diodę Zenera w obwodzie masy, która "podnosi" punkt odniesienia o Uz.

Źródła:

  • STMicroelectronics, "L7805 / 7805 Voltage Regulator" (datasheet), sekcja: Output voltage i zasada odniesienia do GND, https://www.st.com/resource/en/datasheet/l7805.pdf (dostęp: 2026-03-02)
  • Texas Instruments, "LM7805 5-V, 1-A Positive Voltage Regulator" (datasheet), sekcja: General description / Pin functions (GND jako punkt odniesienia), https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm7805.pdf (dostęp: 2026-03-02)
  • Vishay, "BZX85 Series Zener Diodes" (datasheet), tabela napięć Zenera dla BZX85C3V0 i pozostałych wariantów, https://www.vishay.com/docs/85730/bzx85.pdf (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Karty katalogowe stabilizatorów serii 78xx (np. L7805, LM7805)
  • Karty katalogowe diod Zenera serii BZX85 (charakterystyki i tolerancje)
  • Noty aplikacyjne o "floating ground"/podnoszeniu napięcia wyjściowego stabilizatorów 78xx

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego