Полупроводниковые стабилитроны

Полупроводниковым стабилитроном называют полупро­водниковый диод, напряжение на котором в области элект­рического пробоя сохраняется с определенной точностью при изменении проходящего через него тока в заданном диапазоне.

Вольтамперная характеристика стабилитрона показана на рис. 23, а. Рабочим участком стабилитрона является участок электрического пробоя. Поскольку электрический пробой наиболее характерен для кремниевых диодов, то ста­билитроны обычно изготовляют из кремния. Механизм про­боя может быть лавинным, туннельным или смешанным.

Если ЭДП создан с двух сторон кремниевого кристалла, то ВАХ будет симметричной относительно начала координат (рис. 23, б). Такой стабилитрон называется симметричным, или двуханодным.

Основными параметрами кремниевых стабилитронов яв­ляются:

—напряжение стабилизации U _ст;

—минимальный I _ст.minи максимальный I _ст..maxтоки стаби­лизации;

—максимально допустимая рассеиваемая мощность Р _max;

_— дифференциальное сопротивление на участке стаби­лизации r = ΔU _ст /ΔI _ст.

Рис. 23. ВАХ несимметричного (а) и симметричного (б) стабилитрона

-температурный коэффициент напряжения на участке ста­билизации

a_cт =ΔU _ст / (U _стΔ I).

У современных стабилитронов напряжение стабилизации лежит в пределах от 1 до 1000 В при токах стабилизации от 1 мА до 2 А. Для стабилизации напряжений менее 1 В исполь­зуется прямая ветвь ВАХ кремниевого диода, называемого стабистором. У стабисторов U _cn ≈ 0,7 В. Путем последова­тельного соединения стабилитронов (или стабисторов) можно получить любое требуемое напряжение стабилизации.

Дифференциальное сопротивление на участке стабили­зации примерно постоянно и для большинства стабилитро­нов составляет 0,5...200 Ом. Температурный коэффициент напряжения может быть положительным (у стабилитронов с U _cn > 6 В) и отрицательным (у стабилитронов с U _cn < 6 В) и для большинства стабилитронов находится в пределах (-0,5...+0,2) %/ ⁰С. Условные обозначения даны на рис. 24, а, б.

Стабилитроны предназначены для стабилизации напря­жения в цепях постоянного тока. Принцип стабилизации напряжения с использованием стабилитрона (рис. 24, в) заключается в том, что при изменении напряжения U _вхиз­меняется ток I_ст протекающий через стабилитрон, а напря­жение на стабилитроне U _сти подключенной параллельно ему нагрузке R _нпрактически не меняется.

Рис. 24. Условное обозначение одноанодного (а), двуханодного (б) стабилитронов и схема простейшего стабилизатора на­пряжения (в)