Стабилитроны

Стабилитроны – это кремниевые плоскостные диоды, предназначенные для стабилизации уровня постоянного напряжения в схеме при изменении в некоторых пределах тока через диод. Как отмечалось ранее, если обратное напряжение превышает значение , происходит лавинный пробой pn перехода, при котором обратный ток резко возрастает при почти неизменном обратном напряжении. Такой участок характеристики (участок а б Рисунок 9,а) используют стабилитроны, нормальным включением которых в цепь источника постоянного напряжения является обратное.

а
б
а) ВАХ стабилитрона б) Схема включения стабилитрона Рисунок 9

Если обратный ток через стабилитрон не превышает некоторое значение то состояние электрического пробоя не приводит к порче диода и может воспроизводиться в течении десятков и сотен тысяч часов. Как правило исходный материал используемый для стабилитронов – кремний, поскольку обратные токи кремниевых pn переходов невелики, а следовательно нет условий для саморазогрева полупроводника.

По величине допустимой мощности рассеяния . Стабилитроны подразделяются на: стабилитроны малой , средней , и большой мощности.

К основным параметрам стабилитронов относятся: – напряжение стабилизации (напряжение на стабилитроне) при указанном токе стабилизации (рисунок 9,а) Помимо указывается также минимальное и максимальное значения токов на участке стабилизации.

Минимальный ток стабилизации ограничивается величиной и нестабильностью обратного тока в предпробойный период, а максимальный обратный ток ограничивается допустимой мощностью рассеяния

Динамическое сопротивление в рабочей точке на участке стабилизации:

Показывающий величину относительного изменения напряжения стабилизации при изменении напряжения стабилизации при изменении тока через стабилитрон;

Температурный коэффициент напряжения стабилизации, характеризующий степень изменения температуры окружающей среды на 1 и выражающийся в процентах:

Уровень напряжения стабилизации определяется величиной пробивного напряжения зависящего, в свою очередь, от ширины pn перехода, а следовательно, степени легирования кремния примесью.

На различный характер пробоя высоковольтных и низковольтных стабилитронов указывает знак при . У низкочастотных стабилитронов с ростом температуры напряжение стабилизации уменьшается, у высоковольтных увеличивается и имеет отрицательный знак.

Для уменьшения последовательно со стабилитроном можно включить термозависимое сопротивление (например, pn переход, смещенный в прямом направление, значение которого с ростом температуру, компенсируется в определенной степени уменьшением напряжения на сопротивлении , рисунок 9,б).

Стабилизация низковольтного напряжения в пределах 0,3 – 1,0 В можно получить при использовании прямой ветви ВАХ, которая у кремниевых диодов с высокой концентрацией примеси в области базы почти параллельна оси токов. Такие диодыназывают стабисторами. Кроме того, промышленностью выпускаются двуханодные стабилитроны, имеющие симметричную ВАХ относительно оси токов. При этом напряжение стабилизации при прямом смещение стабилитрона равно напряжению стабилизации при обратном смещении.