5. Диоды разного функционального назначения

Полупроводниковые диоды объединяют в себе большое количество диодов разного функционального назначения (рис.1.10)

а) б) в) г)

д) е) ж) з)

и)

к)

л)

м)

Рис.1.10. Полупроводниковые диоды: а – выпрямительный; б – опорный (кремниевый стабилитрон); в – туннельный диод; г - обращённый диод; д - диод Шоттки; е – светодиод; ж – фотодиод; з – варикап; и – динистор (неуправляемый тиристор); к – тринистор (управляемый тиристор); л – управляемый симистор; м – неуправляемый симистор.

Дадим краткую характеристику некоторым из них.

5.1. Стабилитроны (опорные диоды) – рис.1.11а

Опорные диоды на ВАХ имеют участок, в пределах которого большим изменениям тока соответствуют незначительные изменения напряжения (рис.1.11 б, участок «аб»)

а)

б)

Рис.1.11

Концентрация примесных атомов в опорных диодах гораздо выше, чем у выпрямительных диодов. Напряжённость поля p-n-перехода при этом получается очень высокой, и стабилитрон находится как бы в предпробойном состоянии.

В основе работы такого диода лежит явление холодной эмиссии и управляемый лавинный (электрический) пробой (в пределах «аб») После точки «б» мощность, рассеиваемая на стабилитроне, превышает допустимую. Стабилитрон переходит в режим теплового пробоя, после которого он уже не может восстановить свои рабочие свойства.

Участок «аб» ─ участок, за счёт которого опорный диод успешно применяется для стабилизации постоянного напряжения.

Основные параметры стабилитрона:

Р_{ст. доп}. ─ допустимая мощность рассеяния на стабилитроне;

U_ст.мин и U_{ст.макс}─ допустимые пределы изменения напряжения на стабилитроне (участок «аб» на рис.6): мощность, рассеиваемая на стабилитроне, не превышает допустимую;

I_ст.мин ─ минимальное значение тока, при котором начинается лавинный пробой в стабилитроне;

I_{ст.макс} ─ максимальное значение тока, после которого стабилитрон переходит в режим теплового пробоя. В режиме теплового пробоя при отключении напряжения стабилитрон не восстанавливает рабочие свойства: мощность, рассеиваемая на стабилитроне, превышает допустимую Р_{ст. доп};

r_диф ─ дифференциальное сопротивление стабилитрона (в справочной литературе даются два значения этого параметра: большее значение указывается для участка ВАХ, где в стабилитроне начинается лавинный пробой, меньшее значение ─ для участка вблизи рабочей точки)

Примечание.

Конкретное использование стабилитрона для стабилизации постоянного напряжения смотрите в лекции 13 «Источники вторичного электропитания ».