3.6 Стабилитроны.

-это полупроводниковый диод , напряжение на котором в области электрического побоя при обратном смещении слабо зависит от тока в заданном диапазоне.

- предназначены для стабилизации напряжения в схемах; на их ВАХ имеется участок с высокой крутизной, где напряжение на диоде слабо зависит от тока.

1.Классификация стабилитронов

Общего назначение – применяются в источниках питания, фиксаторов уровня, ограничителях.

Прецизионные – применяются как источники опорного напряжение с высокой точностью стабилизации и термокомпенсации уровня напряжения.

Импульсные стабилитроны – применяются для стабилизации постоянного и импульсного напряжения.

Двуханодные – применяются в схемах стабилизаторов, ограничителей (двухстороннего) напряжения различной полярности, в качестве экранного элемента с термокомпенсацией.

Стабисторы – применяются для стабилизации малых значений напряжений и для термокомпенсации.

По технологии изготовления могут быть:

-сплавными;

-диффузионно-сплавными;

-планарными;

-диффузионными;

-эпитаксиальными диодами на основе Si.;

2.Принцип работы основан на использовании электрического пробоя p-n перехода – для высоковольтных (U_ст>6,3В) при малой концентрации примесей в базе лавинный механизм; для низковольтных (U_ст<6,3В) при высокой концентрации – туннельный пробой.

Стабистор использует постоянство напряжения в Si диоде на прямой ветви ВАХ.

3. Параметры: U_ст.ном; I_ст; I_ст.мин – значение тока меньше которого резко  r_диф.

I_{ст.макс} – определяется из Р_макс.

r_диф= - диф. сопр. при заданном I_ст;

R_ст= - статическое сопротивление;

С_д – ёмкость стабилитрона

_ст= - темпер. коэф. стабилизации;

U_пр – пост. прямое напр. при заданном I_пр.

Стабилитроны классифицируются по U_ст, r_диф, _ст и U_ст.

Стабилитроны общего назначения:

U_ст=2.2..2.6B(2C124D1) до 162..198B(KC980A)

U_ст=(0.4..30)B;

_СТ=(7..14)10^-4;

b=(0.2-1.5), наиболее часто (1-1.5).

П рецизионные стабилитроны – по _ст и Uст/Uст

В ременной нестабильности напряжения стабилизации (Uст(t)).

>0 (U_ст>6,3В)

<0 (U_ст<6,3В)

Стабисторы изготавливаются из Si с высокой концентрацией примесей U_ст0,7В.

Для увеличения U_ст включают несколько диодов последовательно при Т U_пр(U_ст)~2мВ/С <0.

Расчёт стабилизатора с балластным резистором.

И сходные данные

U_выхU_ст; I_н; I_{н min}(r_{диф.стаб.} I_стаб.min)

к_ст; ₁ – допустимое относительное уменьшение вх. напр. по сравнению с номинальным;

₂ – допуст. относительное увеличение входного напряжения.

1. Определяют предельно достижимый коэф. стабилизации:

к_ст.пр= ;

к_ст.пр(1,3…1,5) к_ст;

2. Определяем U_вх:

U_вх=

3. Рассчитывают сопротивление балластного резистора

R_б= ;

где R_вых – вых. Сопр. выпрямителя и фильтра по пост. току.

R_вых20-30 Ом.

4. Определяют макс. ток стабилитрона

I_ст.мах=I_ст.мin+I_н-I_н.min+(I_н+I_ст.min)

Если I_н=const, то I_н.min=I_н.

к_ст  при  R_б и U_вх, но к.п.д . Можно включать генератор стабильного тока.

Прецизионные стабилитроны – используются 3 последовательно соединенных p-n перехода: один стабилизирующий – в обратном направлении, два термокомпенсирующие – в прямом.

При Т U_обр, а на двух термокомпенсирующих U_пр_ст=(-1…20)10^-5 1/град.

Временная нестабильность – (0.02..013) от 90мВ до 0.04мВ;

U_ст=(6.1..6.4)B до (91.2..100)B

Импульсные стабилитроны – это быстродействующий диод и постоянная времени переключения определяется временем пролёта носителей через обеднённый слой 10^-11с и время переключения – перезаряд барьерной ёмкости перехода.

Обозначения старые Д 808 (7..6,5) КС 133;

809 (8..9,5) 147;

810 (9..10,5) КС 215;

стабисторы К 107А (0,7В)

К 113 (1,3В)+

К 119 (1,9В)