20.Стабилитрон, его принцип действия, вах, параметры и эквиваленты. Параметрический стабилизатор, его характеристики и параметры.

Полупроводниковый стабилитрон – полупроводниковый диод, напряжение на котором в области электрического пробоя на обратной ветви ВАХ p-n-перехода слабо зависит от тока. Он служит для стабилизации напряжения.

Напряжение пробоя стабилитрона зависит от ширины р-n-перехода, которая определяется удельным сопротивлением материала полупроводника. Поэтому существует определенная зависимость пробивного напряжения (т. е. напряжения стабилизации) от концентрации примесей.

Низковольтные стабилитроны выполняют на основе сильно легированного кремния. Ширина р-n-перехода в этом случае получается очень маленькой, а напряженность электрического поля потенциального барьера – очень большой, что создает условия для возникновения туннельного пробоя. При большой ширине р-n-перехода пробой носит лавинный характер.

ВАХ. Рабочий ток стабилитрона (его обратный ток) не должен превышать максимально допустимого значения   во избежание перегрева полупроводниковой структуры и выхода его из строя.

Существенной особенностью стабилитрона является зависимость его напряжения стабилизации от температуры. В сильно легированных полупроводниках вероятность туннельного пробоя с увеличением температуры возрастает.

В слабо легированных полупроводниках при увеличении температуры уменьшается длина свободного пробега носителей, что приводит к увеличению порогового значения напряжения, при котором начинается лавинный пробой.

Для устранения этого недостатка и создания термокомпенсированных стабилитронов последовательно в цепь стабилитрона включают обычные диоды в прямом направлении. Как известно, у обычных диодов в прямом направлении падение напряжения на р-n-переходе при нагревании уменьшается. 

Основные параметры стабилитронов:

Напряжение стабилизации   – напряжение на стабилитроне при про-текании через него тока стабилизации;

Ток стабилизации   – значение постоянного тока, протекающего через стабидитрон в режиме стабилизации;

Дифференциальное сопротивление стабилитрона   – дифференциальное сопротивление при заданном значении тока стабилизации, т. е.  ;

Температурный коэффициент напряжения стабилизации   – отношение относительного изменения напряжения стабилизации стабилитрона к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном значении тока стабилизации:  ;

Выводы:

1.Полупроводниковый стабилитрон кремниевый диод, работающий при обратном напряжении в режиме электрического пробоя.

2.Необходимое напряжение стабилизации получают выбором соответствующей концентрации примеси в базе диода.

Параметрический стабилизатор напряжения - это устройство, в котором стабилизация выходного напряжения достигается за счет сильной нелинейности вольт-амперной характеристики электронных компонентов, использованных для построения стабилизатора 

Основные параметры стабилизаторов напряжения следующие:

1) коэффициент полезного действия, равный отношению мощности, выделяемой в нагрузке, к входной мощности

2) коэффициент стабилизации, определяемый как отношение относительного приращения напряжения на входе стабилизатора  к относительному приращению напряжения на нагрузке  при постоянной нагрузке:

3) выходное сопротивление, показывающее, во сколько раз изменится напряжение на выходе стабилизатора  при изменении тока нагрузки

параметрами стабилитрона. Колебания входного напряжения или тока нагрузки приводят к изменению тока через стабилитрон, однако напряжение на стабилитроне, подключенном параллельно нагрузке, изменяется незначительно.