Параметри стабілітронів

Теоретичні відомості

Стабілітроном називається напівпровідниковий діод, напруга на якому в області електричного пробою про зворотному включенні слабо залежить від струму в заданому діапазоні і який призначений для стабілізації напруги.

Стабілітрони працюють у режимі електричного пробою. Під дією сильного поля в області р-n-переходу зворотній струм різко зростає при малих змінах прикладеної напруги. Цю особливість ВАХ кремнієвого діода в області пробою використовують для стабілізації напруги, а також фіксації напруг і струмів в схемах, звідси інша назва кремнієвих стабілітронів — опорні діоди.

Пробоєм p-n переходу називається явище різкого збільшення зворотного струму діода при досягненні зворотною напругою деякого критичного значення.

Розрізняють наступні види пробою: електричний (тунельний і лавинний) та тепловий.

Тунельний та лавинний пробої обумовлені фізичними процесами, що відбуваються в p-n переході в сильних електричних полях, а тепловий — процесами, обумовленими нагріванням p-n переходу при протіканні через нього зворотного струму.

Електричний пробій є оборотним і робота напівпровідникових приладів у режимі електричного пробою допускається. Тепловий пробій є необоротним, тобто напівпровідниковий прилад після теплового пробою виходить з ладу.

В якості матеріалу для напівпровідникових стабілітронів використовується кремній, тому що він має більш високу температурну стабільність порівняно з германієм.

Крім стабілізації постійної напруги, стабілітрони використовуються в стабілізаторах обмежувачами імпульсної напруги, в схемах випрямлення, в якості кремнієвих ємностей, шумових генераторів і елементів міжкаскадних зв’язків у підсилювачах постійного струму та імпульсних пристроях.

Параметри стабілітронів

Напруга стабілізації — номінальне значення напруги на стабілітроні при заданому зворотному струмі стабілітрона в області пробою. Напруга стабілізації, приблизно, дорівнює напрузі пробою. У стабілітронах напругою стабілізації до 7 В використовується тунельний пробій, а з напругою стабілізації більше 15 В — лавинний пробій.

В даний час розроблені стабілітрони на стабілізування напруги від одиниць вольт до сотень вольт.

Опір постійного струму характеризує втрати в діоді у даній робочій точці.

Критерій (коефіцієнт) якості стабілітрона — відношення статичного опору до диференційного при даному струмі стабілізації.

Температурний коефіцієнт напруги стабілізації (ТКН) — показує зміну напруги стабілізації від температури.

Залежно від виду пробою стабілітрона ТКН може бути позитивним або негативним. Якщо пробій тунельний, то ТКН негативний, а якщо пробій лавинний, то ТКН позитивний.

Хід роботи

В ході лабораторної роботи була побудована схема:

Це коло складається з генератора, осцилографа, опорів та стабілітрона типу 1N4733. В цій схемі стабілітрон стабілізує напругу при змінній силі струму. Таким чином на осцилографі утворюється зображення вольт амперної характеристики:

При прямих напругах, стабілітрон проводить себе як звичайний діод, а при зворотній напрузі — струм різко зростає тільки в області напруг близьких до пробою. Тому в нижній частині вольт амперної характеристики видно майже пряму лінію. В загальному вольт амперна характеристика схожа на вольт амперну характеристику діода, але вона дещо асиметрична.

Висновок: основною особливістю стабілітрона, що вирізняє його серед інших напівпровідникових діодів, є властивість стабілізувати напругу. Іншими словами це явище пояснюється як слабка залежність зміни напруги (при досягненні нею значення напруги стабілізації) на стабілітроні при досить широких межах зміни струму, що протікає через нього.

Практичне використання стабілітрони знайшли в багатьох схемах та вузлах радіоелектронних пристроїв.

Поиск по сайту: