1.1.2 Кремниевый стабилитрон

Кремниевый стабилитрон – это, как правило, кремниевый диод, работающий в режиме электрического (туннельного, лавинного) пробоя p-n-перехода и служащий для стабилизации напряжения в цепи постоянного тока. ВАХ кремниевого стабилитрона имеет вид (рис. 1.3). Отличительной особенностью этой характеристики является относительное постоянство напряжения на диоде после наступления электрического пробоя при больших изменениях тока. Напряжение пробоя и есть напряжение стабилизации.

Кремниевый стабилитрон включается параллельно нагрузке, на которой поддерживается постоянное напряжение, и через балластное сопротивление к источнику входного напряжения. Схема включения стабилитрона и его условное обозначение в электрических схемах приведены на рис. 1.4.

П остояннство напряжения можно объяснить следующим образом. Высокая концентрация примесей по обе стороны p-n-перехода приводит к увеличению контактного напряжения перехода и уменьшению ширины запирающего слоя. Поэтому уже при относительно низких напряженность электрического поля в запирающем слое оказывается достаточной для возникновения пробоя. Изменяя концентрацию примесей можно менять напряжение пробоя . Напряжение современных стабилитрона лежит в пределах от 1 до 180 В. Основные параметры кремниевого стабилитрона: напряжение стабилизации , динамическое сопротивление на участке стабилизации (качество стабилизации тем выше, чем меньше ). Минимальное и максимальное значения тока стабилизации , температурный коэффициент напряжения , который показывает

на сколько изменится напряжение стабилизации при изменении температуры на 1 ⁰С; максимально допускаемая рассеиваемая мощность .В табл. 1.2 приведены усредненные параметры стабилитронов, где P – мощность, рассеиваемая на стабилитроне.

Таблица 1.2

Тип стабилитрона	Uст,В	Iст.ном, мА	Iст.мин, мА	Iст.макс, мА	Р, Вт
2С482А	8,2	5	1	96	1
2С530А	30	5	1	27	1
КС620А	120	50	5	42	5

Стабисторы

Для стабилизации низких напряжений используется прямая ветвь вольт–амперной характеристики кремниевых диодов, для которых стабильное прямое падение напряжения составляет 0,7 В. Последовательное включение таких диодов позволяет получить напряжение стабилизации 1,4...2,1 В и т.д. В качестве стабисторов используются диоды Д219С, Д220С и т.д.

1.1.3. Светодиод

Светодиод – полупроводниковый диод, в котором электрическая энергия преобразуется в оптическую. Известно, что при пропускании прямого тока через p-n-переход учащаются акты рекомбинации носителей заряда, т.е. возвращение электрона из зоны проводимости в валентную зону. Это сопровождается излучением кванта энергии. При определенном подборе материала, из которого изготавливается диод, излучаемая оптическая энергия может находиться в видимой части спектра. Исходным материалом для изготовления светодиода служат фосфид галлия, арсенид-фосфид галлия, карбид кремния. Большую часть энергии, выделенной в этих материалах при рекомбинации носителей заряда, составляет тепловая энергия. На долю энергии видимого излучения приходится порядка 10-20 %, поэтому кпд светодиода не велик. Светодиоды применяются в качестве световых индикаторов.

Конструкция диода обеспечивает передачу света от p-n-перехода без значительных потерь в теле полупроводника. Светодиод работает при подаче напряжения в прямом направлении. Схема включения, ВАХ и условное обозначение светодиода показаны на рис 1.5.