Міністерство освіти і науки україни національний університет «львівська політехніка»

ДОСЛІДЖЕННЯ КРЕМНІЄВОГО

СТАБІЛІТРОНА

Інструкція до лабораторної роботи № 6

з дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка”

для студентів базового напряму 6.0914

«Комп’ютеризовані системи, автоматика і управління»

Затверджено

на засіданні кафедри

Комп’ютеризовані системи автоматики

Протокол №8 від 24 грудня 2008 р.

Львів – 2008

Дослідження кремнієвого стабілітрона: Інструкція до лабораторної роботи №6 з дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка” / Укл.: Вітер О.С., Гаранюк І.П.  Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2008.  8 с.

Укладачі Вітер О.С., канд. техн. наук, доц.

Гаранюк І.П., канд. техн. наук, доц.

Відповідальний за випуск Наконечний А.Й., д-р техн. наук, проф.

Рецензент Проць Р.В., канд. техн. наук, доц.

Мета роботи – дослідити вольт-амперну характеристику та визначити параметри кремнієвого стабілітрона.

Теоретичні відомості

Cтабілітрони (опорні діоди) – це кремнієві площинні напівпровідникові діоди, які виготовлені за спеціальною технологією. При зміщенні їх у прямому напрямку вони мають вольт-амперну характеристику звичайних площинних кремнієвих діодів. При зміщенні стабілітрона в зворотному напрямку при певному значенні напруги виникає електричний пробій n-p переходу. Робочою ділянкою кремнієвих стабілітронів є ділянка електричного пробою. Якщо в режимі пробою струм стабілітрона обмежити за допомогою резистора так, щоб потужність, яка виділяється на стабілітроні, не перевищувала допустиму, то в такому режимі він може знаходитися практично безмежно довго. При цьому в широкому діапазоні зміни струму через діод напруга на ньому змінюється незначно. Значення напруги пробою залежить від концентрації домішок у напівпровіднику. Кремнієві стабілітрони поділяють на низьковольтні та високовольтні.

Низьковольтні стабілітрони, в яких напруга стабілізації складає U_ст=(34) В, виготовляють на основі кремнію із низьким питомим опором, що досягається високою концентрацією домішок. В цих стабілітронах n-p перехід має малу товщину і в ньому діє електричне поле з високою напруженістю, а електричний пробій виникає головним чином за рахунок тунельного ефекту. Низьковольтні стабілітрони характеризуються від’ємним знаком температурного коефіцієнта напруги (ТКН).

У стабілітронах, які виконані на основі кремнію з високим питомим опором або з низькою концентрацією домішок, товщина n-p переходу буде більшою, а електричний пробій виникає при більш високих напругах (U_ст > 7В) і носить лавинний характер. Такі стабілітрони мають переважно додатний знак ТКН.

В стабілітронах з робочими напругами (47) В пробій визначається як тунельним так і лавинним механізмами електричного пробою. Значення ТКН в стабілітронах з U_ст=(5  6) В при певних значеннях струмів мінімальне і близьке до нуля.

Основні параметри кремнієвих стабілітронів:

1. Номінальна напруга стабілізації при певному значенні струму стабілізації , знаходиться в межах

2. Струм стабілізації:

• номінальний  , переважно складає (0,011) А;

• мінімальний  , знаходиться в межах (0,2550) мА;

• максимальний  , переважно складає (0,021,5) А.

3. Динамічний (диференціальний) опір, який характеризує ступінь стабільності напруги стабілізації при зміні струму стабілізації. У залежності від потужності стабілітрона складає r_д  (0,6  3000) Ом

4. Температурний коефіцієнт напруги (ТКН)  це відносна зміна напруги стабілізації до абсолютного приросту температури, знаходиться в межах

5. Максимально допустима потужність, яка розсіюється на стабілітроні, переважно складає (0,3  5) Вт.

6. Часова нестабільність напруги стабілізації, в залежності від типу стабілітрона і часового інтервалу, знаходиться в межах  (5  0,001) % .

7. Розкид напруги стабілізації, знаходиться в межах  (5  20) %.

Кремнієві стабілітрони переважно застосовуються для стабілізації постійної напруги в якості еталонного (опорного) джерела напруги, а також для формування імпульсних сигналів різної форми і обмеження значення їх амплітуди.