1.13 Стабилитроны. Основные параметры и характеристики

Стабилитроны (СТ) - п/п диоды, принцип действия которых основан на использовании пробоя p-n-перехода (электрического пробоя). Существует полевой и лавинный пробой, поэтому используют полевые и лавинные стабилитроны.

При напряжении до 5В – туннельный, более 7В- лавинный. Если 5<Uпр<7- смешанный.

Выпускают стабилитроны на напряжения от единиц до сотен вольт и на токи от единиц миллиампер до сотен ампер. Пробивное напряжение зависит от концентрации, то, изменяя концентрацию, можно в широких пределах менять напряжение стабилизации в стабилитроне. Изготавливают из Si, т.к. лучше тепловые характеристики, более резкая зависимость характеристики в области пробоя. Стабилитрон работает на обратном включении.

ВАХ стабилитрона:

Параметры стабилитрона:

1. Напряжение стабилизации определяется конструкцией.

2. Минимальный ток стабилизации величина, ограниченная значением ВАХ, где наблюдается нестабильность.

3. Максимальный ток стабилизации- величина этого тока ограничена значением тока через стабилитрон, при котором стабилитрон еще может отводить выделяемое тепло. Превышение значения максимально допустимого тока ведет к перегреву прибора.

4. Динамическое сопротивление стабилитрона .

5. Статическое сопротивление

6. Температурный коэффициент напряжения стабилитрона- График пересекает от 5 до 7 В.

1.14 Стабилизация напряжения с помощью стабилитрона

Схема осуществления стабилизации

Задача стабилитрона стабилизировать ток через нагрузку.

При увеличении растет , а ток нагрузки не изменяется, при уменьшении U уменьшается , а ток нагрузки не изменяется. Задача стабилитрона- сбрасывать через себя большие обратные токи, оставляя при этом Iн постоянным. В результате получаем неизменный ток нагрузки. Стабилизацию напряжения осуществляет сопротивление нагрузки.

1.15 Туннельный диод. Принцип действия

ТД - полупроводниковый прибор, в котором используют туннельный эффект перехода.

Туннельный эффект наблюдается в переходе с высокой концентрацией областей, составляющих переход, полупроводники являются вырожденными (по свойствам близки к металлам), в этом случае для р-полупроводника уровень Ферми находится в валентной зоне, для полупроводника n–типа - в зоне проводимости. Зонные диаграммы такого перехода:

И в валентной зоне и в зоне проводимости могут находится свободные электроны и свободные уровни (обычно, все валентные зоны заняты).

Переход этого типа имеет очень маленькую величину до 10^-8 м (0,01 мкм)

Если приложить напряжение, то происходит искривление, при нулевом напряжении- динамическое равновесие.

(1-2)-участок отрицательного дифференциального сопротивления (туннельные эффект). Это и отличает ТД от обычного.

Параметры ТД

1. ток пика - ток через ТД в области малых напряжений, при котором производная по току равна нулю (происходит перегиб)

2. напряжение, при котором течет ток пика называют напряжением пика

3. ток впадины и напряжение впадины

4. напряжение раствора - напряжение ТД больше, чем , при котором ток равен току пика

5. отношение тока пика к току впадины , чем больше параметр, тем лучше

6. удельная емкость ТД- отношение емкости перехода к току пика

7. предельная резистивная частота- расчетная частота, на которой активная составляющая полного сопротивления последовательной цепи, составленной из перехода и сопротивления потерь обращается в нуль

8. резонансная частота- расчетная частота, на которой общее реактивное сопротивление перехода и индуктивности корпуса ТД обращается в нуль