Электротехника 5, 8-12

5) Специальные диоды

Стабилитрон – полупроводниковый диод, использующий обратную волну ВАХ и у которого в точке перегиба 4 происходит восстанавливаемый электрический пробой. Точка 5 определяет рассеиваемую мощность стабилитрона. Основное назначение стабилитронов — стабилизация напряжения. Принцип действия: Полупроводниковый стабилитрон — это плоскостной кремниевый диод, предназначенный для работы в режиме пробоя на обратной ветви вольт-амперной характеристики. В диоде, к которому приложено обратное, или запирающее, напряжение, возможны три механизма пробоя: туннельный пробой, лавинный пробой и пробой вследствии тепловой неустойчивости — катастрофического саморазогрева токами утечки. Тепловой пробой наблюдается в выпрямительных диодах, особенно германиевых, а для кремниевых стабилитронов он не критичен. Стабилитроны проектируются и изготавливаются таким образом, что либо туннельный, либо лавинный пробой, либо оба эти явления вместе возникают задолго до того, как в кристалле диода возникнут предпосылки к тепловому пробою. Применение: Основная область применения стабилитрона — стабилизация постоянного напряжения источников питания. В простейшей схеме линейного параметрического стабилизатора стабилитрон выступает одновременно и источником опорного напряжения, и силовым регулирующим элементом. В более сложных схемах стабилитрону отводится только функция источника опорного напряжения, а регулирующим элементом служит внешний силовой транзистор.

Туннельный диод

Обычные диоды при увеличении прямого напряжения монотонно увеличивают пропускаемый ток. В туннельном диоде квантово-механическое туннелирование электронов добавляет горб в вольтамперную характеристику, при этом, из-за высокой степени легирования p и n областей, напряжение пробоя уменьшается практически до нуля. Туннельный эффект позволяет электронам преодолеть энергетический барьер в зоне перехода с шириной 50..150 Å при таких напряжениях, когда зона проводимости в n-области имеет равные энергетические уровни с валентной зоной р-области.[1] При дальнейшем увеличении прямого напряжения уровень Ферми n-области поднимается относительно р-области, попадая на запрещённую зону р-области, а поскольку тунелирование не может изменить полную энергию электрона[2], вероятность перехода электрона из n-области в p-область резко падает. Это создаёт на прямом участке вольт-амперной характеристики участок, где увеличение прямого напряжения сопровождается уменьшением силы тока. Данная область отрицательного дифференциального сопротивления и используется для усиления слабых сверхвысокочастотных сигналов. Применение: Наибольшее распространение на практике получили туннельные диоды из Германия, Арсенида галлия, а также из Антимонида галлия. Эти диоды находят широкое применение в качестве генераторов и высокочастотных переключателей, они работают на частотах, во много раз превышающих частоты работы тетродов, — до 30...100 ГГц.

Динистор  Динисторы представляют собой четырёхслойные полупроводниковые приборы со структурой PNPN. Динистор работает как пара взаимосвязанных транзистора PNP и NPN.

 Как и все тиристоры, динисторы имеют тенденцию к тому, чтобы оставаться в одном из двух состояний: во включённом состоянии — после того как транзисторы начинают проводить — или выключенном — после того как транзисторы переходят в состояние отсечки.

 Для того чтобы динистор начал проводить необходимо поднять напряжение анод-катод до уровня напряжения включения или же должна быть превышена критическая скорость нарастания напряжения анод-катод.

 Для выключения динистора, необходимо уменьшить его ток до уровня ниже его порога напряжения выключения.

усл. обозначение

ВАХ динистора