2. Стабилитронның жалпы сипаттамасы

Стабилитрон, немесе оны басқалай тіреу диод деп атайды, ол өзімен тесілу  кернеуіне дейін кері кернеуде жұмыс істейтін  жалпақ диодты көрсетеді. Тесілуге дейін диодта өте жоғарғы кедергісі болады, ал тесілуден кейін — өте аз динамикалық кедергісі болады.  Осылайша, тесілу кернеуінің деңгейлерінде кернеудің шектелуі болады, және стабилитрондардың  вольт-амперлік сипаттамаларында  электрлік тесілу  облысы пайда болады, яғни тесілу стабилитрон  жұмысының қалыпты режимі болып табылады.

Стабилитронды жасау кезінде қолданылатын  жартылай өткізгішті материал ретінде кремний қолданылады, сондықтан кремнийлік диодтар ауысуында аз ток болады, р-п ауысуында жоғарғы реттелген температурасы болады. Жұмыс облысындағы вольт-амперлік сипаттамасында  едәуір құламалығы болады. Германийді стабилитрондарды жасау үшін қолданбайды,  өйткені германийлік диодтарда кері ток көлемі өте үлкен, кремнийлікке қарағанда және жылулық тесілу ықтималдығы өте үлкен.22

Стабилитронның тесілу кернеуі осы стабилитрон кернеуінің стабилизацияланатын көлемін сипаттайды. Бізге мәлімдей, диод тесілуінің кернеуі негізгі тасымалдаушылардың  концентрациясымен анықталады, сондықтан стабилизацияның әртүрлі көлемдегі кернеу стабилитрондары диод базасындағы концентрация қоспаларының өзгеру жолымен алынады. Стабилитрондардың  әртүрлі типтерінде  3-400 В U_ст стабилизация кернеуі болады.

Қоспалардың үлесінің жоғары шамасына және өткелдің тарлығынан құйындық тесілу кері кернеулердің аз шамасында пайда болады. Өндірілуші қуат аз болғандықтан, құйындық тесілу жылулыққа ауыспайды.

Өнеркәсіпте шығарылатындар:

а) қорек көздерін тұрақтандыру сұлбаларында, кернеу шектегіштерде пайдаланылатын, жалпы мақсатта пайдаланылатын стабилитрондар; б) аса дәл стабилитрондар – кернеу деңгейін жоғары дәлдікпен тұрақтандыру шы және жылу ықпалын азайтушы сұлбаларда; 22222222222222222222222222222222222 в) импульстік – тұрақты және импульстік кернеуді тұрақтандыруға арналған; г) екі анодты – кернеу тұрақтандыру сұлбаларында, әр түрлі полюсті кернеулерді шектегіштерде; 222222222222222222222222222222222222 д) стабисторлар – кернеудің аз шамаларын тұрақтандыру үшін және темеператураның өзгеруі кезінде берілген тұрақтандырылған кернеудің шамасын тұрақты ұстауға арналған температура өзгерісінің әсерін азайтатын элемент ретінде. Стабилитрондар үшін тесікті-электронды  ауысулар диффузиондық , балқытпалық, диффузиялы-балқытпалық әдістермен жасаланыды.  Стабилитрондарда  балқытпалық р-п ауысуы болады. Стабилитрондар тұрақты немесе импульстік кернеулік стабилизаторларда кең қолданысқа ие.

2.1 Түрлері

Стабилитрондардың төменгі вольтты және жоғарғы вольтты түрлері бар. Төменгі вольтты деп аталатын стабилитрондар кремнийдің қоспасынан жасалады. Бұндай стабилитрондардың р-п ауысуының ені аз және  туннельдік тесілу болады. Жоғарғы вольттыларға стабилитрондар  6В жоғары стабилизация кернеуі бар стабилитрондар жатады. Стабилитрондардың негізгі параметрлері болып: дифференциалды кедергі (жұмыс нүктесінде); статикалық кедергі (жұмыс нүктесінде); стабилизация кернеуі басталатын минималды ток: сапа коэффициенті BU_ст 6<стU_mincm/β ; ТКН стабилизация кернеуінің температуралық коэффициенті.

Стабилитронның дифференциалды кедергісі IUR_диф оның сапасын сипаттайды – жұмыстық режимде өтетін токтың  өзгеруі кезіндегі  кернеуді стабилизациялау мүмкіндігі. Токтың үлкен өзгерулеріне  кернеудің кіші өзгерулері сәйкес келуі керек, сондықтан стабилитрон сапасы жоғарлаған сайын, көлемі азаяды. Стабилитронның әртүрлі типтері үшін мағынасы ондаған ұзындықтан  жүздеген Ом-ға дейін.

Статикалық кедергісі нақты жұмыс нүктесіндегі стабилитрондардағы  жоғалтуларды сипаттайды. Оның көлемі стабилизация кернеуімен және жұмыстық токпен байланысқан.

Сапа коэффициенті дифRR/=β диод арқылы токтың қатысты  өзгеруін стабилизация кернеуінің өзгеруіне қатысты қатынасы ретінде қарастыруға болады. Токтың максималды  өзгеруіне кернеудің минималды өзгеруі сәйкес келуі керек және β көлемі  мүмкіндігінше аө болуы керек. Стабилитронның әртүрлі типтері үшін β көлемі 0,1-ден 0,5 дейін өзгереді.

Стабилизация кернеуі температураға тәуелді. ТКН стабилизация кернеуінің  температуралық коэффициенті  стабилитрон температурасының 1К өзгерген кездегі  стабилизация кернеуінің көлемінің қаншалықты  өзгергенін көрсетеді. Ол стабилитронның температуралық  қасиетін сипаттайды. Төменвольтты стабилитрондардың  белгісі ТКН <0, жоғары вольтты – оңды. Бұл туннельдік және көшкінді тесілк кезіндегі  кернеудің тесілуі  әртүрлі температуралық тәуелділікпен түсіндіріледі. Туннельдік механизм тесілу кезінде кернеудің тесілуі  температура өсуімен төмендейді, яғни температураның өсуі арқылы жартылай өткізгіштің рұқсат етілмеген аумағындағы ені азаяды және тасымалдаушылардың  туннельдік ықтималдығы жоғарлайды. Көшкінді тесілудің кернеуі температураның жғарлауымен өседі. Бұл температураның жоғарлауы арқылы тасымалдаушылардың жылулық хоатикалық қозғалыстарының өсуі себебінен болады. Сондықтан, олардың жеткілікті энергияны иемденуі үшін кернеуді беру керек. ТКН стабилитрондардың стабилизация кернеуінен тәуелділігі суретте келтірілген. ТКН белгісінің өзгеруі  стабилизация  кернеуіне сәйкестенеді, яғни осындай стабилизация кернеуінің температуралық мағынасының өзгеруі минималды. Стабилитрондардың  бірізділігін теріс және оң температуралық коэффициенттік кернеуін қосуға болады және аз ТКН бар стабилитрондарды алу.

Стабилитрондар үшін тесікті-электронды  ауысулар диффузиондық , балқытпалық, диффузиялы-балқытпалық әдістермен жасаланыды.  Стабилитрондарда  балқытпалық р-п ауысуы болады. Стабилитрондар тұрақты немесе импульстік кернеулік стабилизаторларда кең қолданысқа ие. Тұрақтандыру бөлігіндегі дифференциалдық кедергі шамамен тұрақты және көптеген стабилитрондар үшін 0,5…200 Ом аралығында болады. Темепературалық еселік жоғары вольтті стабилитрондарда оң да, төмен вольттілерде теріс болады, 5 В шамасындағы кернеу аймағында оның мәні нөлге жақын.

Кернеуді тұрақтандыруға арналған p-n ауысу негізіндегі приборларына жатады. Стабилитрон – ВАС-ында кернеудің өтіп жатқан ток күшіне тәуелсіз учаскесі бар жартылайөткізгіштік прибор болып та келеді. Осы участок стабилитрон ВАС-ының кері тармағында болады және ол диодтың электрлік тесілуінің нәтижесі.