5 Прямая ветвь вольтамперной характеристики.

При прямом включении электродвижущая сила источника питания направлена встречно электродвижущей силе потенциального барьера(рисунок 3)

Рисунок 3 Прямая ветвь вольтамперной характеристики.

Рисунок 4 Вольтамперная характеристика идеального p-n перехода.

Потенциальный барьер компенсируется и, если черезp-n переход свободно перемещаются основные носители зарядов вследствие диффузионного движения (рисунок 4). Во внешней цепи ток обуславливается дрейфовыми движениями электронов под действием электродвижущей силы источника .

6 Обратная ветвь вольтамперной характеристики.

Величина электродвижущей силы источника направлена согласно с величиной потенциального барьера, что приводит к увеличению потенциального барьера (рисунок 5). Объемный заряд и ширинаp-n перехода возрастает, что затрудняет прохождение через p-n переход основных носителей зарядов и диффузионный ток уменьшается, а дрейфовый остается постоянным. В точке 1, т.к. основные носители зарядов не в состоянии преодолеть потенциальный барьер из-за большой его величины и через переход протекает только диффузионный ток неосновных носителей зарядов. Этот ток зависит от следующих факторов:

1 Температура

2 Материал полупроводника

3 Технология изготовления

4 Мощность диода (рабочая площадь p-n перехода)

Рисунок 5 Обратная ветвь вольтамперной характеристики.

В значительной степени зависит от температуры и поэтому его называют тепловым.

При увеличении температуры на 10С I₀ возрастает в 2..2,25 раза. Так например, при увеличении температуры на 100возрастает встепени.

7 Уравнение идеального p-n перехода.

, (2)

где Кл - заряд электрона

– напряжение, приложенное кp-n переходу;

m – 1...2 - поправочный коэффициент, учитывающий отклонение реального тока от теоретического;

8 Вольтамперная характеристика реального р-n перехода.

В прямом направлении с увеличением тока возрастает падение напряжения на диоде из-за наличия объемного сопротивления областей p и n (рисунок 6).

Рисунок 6 Вольтамперная характеристика реального p-n перехода.

В обратном направлении при увеличении напряжения возрастает обратный ток из-за наличия загрязнений на внешней поверхности p-n структуры. При относительно высоких обратных напряжениях, вследствие высокой напряженности электрического тока, возникает электрический пробой, переходящий в необратимый тепловой, при котором происходит расплавление p-n перехода и диод становится проводником.

9 Стабилитрон.

Кремниевый полупроводниковый диод, в котором при приложении обратного напряжения и достижении напряженности электрического поля порядка В/см, возникает электрический пробой, приводящий к резкому увеличению тока черезp-n переход при практически постоянном напряжении на нем (рисунок 7).

Рисунок 7 Вольтамперная характеристика стабилитронов.

В стабилитронах используются материалы с высокой концентрацией примесей до ,. В прямом направлении стабилитрон имеет такую же характеристику как и диод.

10 Основные параметры стабилитронов.

1. - номинальное напряжение стабилизации;

2. - разброс номинального напряжения, % или В;

Рисунок 8 Аппроксимация характеристик стабилитрона.

3. - номинальный ток стабилитрона;

4. - минимальный ток стабилизации, при котором обеспечивается стабилизация напряжения;

5. - максимальный ток стабилитрона, превышение которого приводит к тепловому (необратимому) пробою прибора;

6- дифференциальное сопротивление стабилитрона;(- приращение номинального напряжения стабилитрона, при приращении) (рисунок 8);

7. - температурный коэффициент напряжения, который показывает относительное изменение напряжения стабилизацииU_стн при изменении температуры, % / ;

8. максимальная мощность, рассеиваемая в стабилитроне;

9. - максимальная температураp-n перехода;

10. - максимально-допустимый диапазон температур окружающей среды.

11. I_{пр мах} – максимально-допустимый прямой ток стабилитрона.

В таблице 1 приведены характеристики типичных стабилитронов

Таблица 1 Основные параметры стабилитронов

Тип стабилитрона	UСТН, B	IСТ, mA		rСТ, Ом	при IСТ, mA	ТКН %/°С	PСТMAX,Вт	INPMAX, mA
		min	max
2С133А	3,3±0,2	3	81	65	10	-0,11	0,3	50
2С1467	4,7±0,2	1	26,5	156	5	-0,07	0,125	50
Д808	7÷8,5	3	33	6	5	+0,07	0,28	50
Д814А	7÷8,5	3	40	6	5	+0,07	0,34	100
Д817Г	100±10	5	50	82	50	+0,18	5,0	1000
Д818Е	9±0,45	3	33	25	10	+0,001	0,3	50
КС191П	9,1±0,47	5	15	18	10	+0,002	0,15	20
Д815В	8,2÷1,2	50	950	1	1000	+0,07	8,0	1000
Д816Ж	18±1,8	25	460	3	500	+0,11	8,0	1000