3.2 Стабилитроны

С табилитроны - полупроводниковые диоды, напряжение на которых в области электрического пробоя слабо зависит от тока. Их используют для стабилизации напряжения.

Рабочим участком на ВАХ стабилитрона является зона электрического пробоя (рис. 1.6).

Чаще всего материалом для стабилитронов служит кремний.

Основные параметры стабилитрона[1…4]:

1. напряжение стабилизации U_ст;

2. дифференциальное сопротивление на участке стабилизации R_д= dU_ст/dI_ст;

3. минимальный и максимальный токи стабилизации I_ст.мин и I_{ст.макс}. Минимальный ток стабилизации обусловлен нелинейностью обратной ветви ВАХ, максимальный – допустимой температурой кристалла;

4. температурный коэффициент напряжения на участке стабилизации, показывающий на сколько (в процентах) изменится U_ст при изменении температуры кристалла на 1 С (прил.2):

TKU=dU_ст/UdT∙100 %

Промышленностью выпускается стабилитроны с U_ст=1…1000 В,

I_ст.мин= 0,2…10 мА. На участке стабилизации R_д  const и составляет

0 ,5…200 Ом.

3.3 Варикапы

Варикапом называется полупроводниковый диод, у которого в качестве основного параметра используется барьерная ёмкость, величина которой варьируется при изменении обратного напряжения. Следовательно, варикап применяется как конденсатор переменной ёмкости, управляемый напряжением.

а)

б)

Рис.1.16.

Из графика следует, что зависимость С_бар = f(U_обр) наиболее ощутима до точки «А», дальше этой точки изменения С_бар незначительны. Если к диоду приложить обратное напряжение, то высота потенциального барьера возрастает на величину приложенного напряжения, возрастает и напряжённость поля в p-n-переходе. В результате происходит расширение области p-n-перехода и тем больше, чем выше напряжение U_обр. Таким образом, изменение U_обр, приложенного к p-n-переходу, приводит к изменению барьерной ёмкости между p- и n-областями.

Барьерная ёмкость такого прибора уменьшается с увеличением обратного напряжения. Величина барьерной ёмкости может быть определена из выражения, которое аналогично формуле плоского конденсатора (хотя между барьерной ёмкостью и плоским конденсатором имеется принципиальная разница)

,

где ξ ─ относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника;

S_p-n ─ площадь p-n-перехода;

d ─ ширина p-n-перехода.

Используются варикапы, например, при электронной перестройке контура.

Параметры варикапа

С_ном ─ номинальная ёмкость между выводами варикапа при номинальном напряжении смещения (U_см = 4 В);

С_мак ─ ёмкость варикапа при заданном минимальном напряжении смещения;

С_мин ─ ёмкость варикапа при заданном максимальном напряжении смещения;

К_с ─ коэффициент перекрытия, равный отношению С_макс / С_мин;

Q ─ добротность, равная отношению реактивного сопротивления варикапа к полному сопротивлению потерь;

U_макс. ─ максимально допустимое для варикапа напряжение.

3.4 Импульсные диоды

Импульсные диоды применяются в маломощных схемах с импульсным характером подводимого напряжения. Отличительное требование к ним – малое время перехода из закрытого состояния в открытое и обратно (типичное время 0,1…100 мкс).

УГО импульсных диодов такое же, как у выпрямительных диодов.

К специфическим параметрам импульсных диодов относятся:

– время восстановления T_восст – это интервал времени между моментом переключения напряжения на диоде с прямого на обратное и моментом, когда обратный ток уменьшится до заданного значения (рис 1.2,а);

– время установления T_уст – это интервал времени между началом протекания через диод прямого тока заданной величины и моментом, когда напряжение на диоде достигнет 1,2 установившегося значения (рис 1.2,б);

– максимальный ток восстановления I_{обр.имп.макс}., равный наибольшему значению обратного тока через диод после переключения напряжения с прямого на обратное (рис 1.2,а).