Выпрямительные диоды Стабилитрон
Рис. 8. ВАХ стабилитрона.
Стабилитрон по структуре схож с диодом. Его ВАХ и условное графическое обозначение показано на рис. 8. Отличительной особенность ВАХ стабилитрона является тот факт, что электрический пробой не переходит в тепловой как бы долго в нем не находился стабилитрон. Как и у диода ВАХ стабилитрона имеет прямой и обратный участок. За точкой 3 начинается участок электрического пробоя, который является рабочим участком стабилитрона. Если диод используется для того, чтобы выделить положительную часть напряжения, то стабилитрон применяется для стабилизации напряжения. Для этого используется то, что напряжение на участке электрического пробоя практически не зависит от тока. Отсюда следует, что при изменении сопротивления нагрузки будет меняться только ток через стабилитрон, а напряжение будет оставаться постоянным.
Замечание. В схемах стабилизации стабилитрон включается в обратном направлении параллельно нагрузке и вместе с ней – последовательно с балластным (ограничительным резистором Rб) (рис. 9).
Рис. 9. Схема включения стабилитрона.
Тепловой пробой в стабилитроне наступает при токах, значительно больших чем для обычного диода.
Основным параметром стабилитрона является температурный коэффициент напряжения стабилизации (ТКН), который показывает, насколько изменяется напряжение стабилизации при изменении температуры на 1 градус. У лавинных стабилитронов ТНК примерно равен 2 мВ/град.
Фотодиоды и светодиоды
Рис. 9. Фотодиод в режиме фотосопротивления
Фотодиод
в режиме фотосопротивления и его
ВАХ показаны на рис. 9. К фотодиоду от
источника ЭДС
прикладывается обратное напряжение,
поэтому его переход закрыт. Если поток
равен нулю, то обратный ток через фотодиод
примерно равен нулю. При освещении
фотодиода в его p-n-переходе
под действием энергии светового потока
происходит разрыв ковалентных связей,
в результате чего появляются пары
электрон-дырка, т.е. появляются основные
и неосновные носители заряда. Неосновные
носители могут проходить через закрытый
переход, поэтому они под действием ЭДС
создают ток
,
величина которого пропорциональна
световому потоку. Сопротивление
является нагрузкой. Таким образом,
ток через фотодиод создается неосновными
носителями, а сам фотодиод работает на
обратной ветви, т.е. с закрытым переходом.
Фотодиод в режиме фотогенератора
Фотодиод и его световая характеристика в режиме фотогенератора показаны на рис. 10. Если световой поток равен нулю, то свободные носители в p-n-переходе отсутствуют. Когда p-n-переход освещен энергия светового потока расходуется на разрыв ковалентных связей. В результате в переходе появляются пары электрон-дырка, т.е. основные и несновные носители зарядов. Появившиеся электроны под действием потенциала p-n-перехода втягиваются в n-область полупроводника, а дырки – в p-область. В результате на выводах фотодиода создается разность потенциалов, под действием которой через нагрузку течет ток I.
Рис. 10. Фотодиод в режиме фотогенератора