Стабілітрон

Напівпровідниковий стабілітрон – це напівпровідниковий діод, напруга на якому в області електричного пробою слабо залежить від струму і який використовується для стабілізації напруги.

У напівпровідникових стабілітронах використовується властивість незначної зміни зворотної напруги на р-n-переході при електричному (лавинному або тунельному) пробої. Це пов’язано з тим, що невелике збільшення напруги на р-n-перехід в режимі електричного пробою викликає більш інтенсивну генерацію носіїв заряду і значне збільшення зворотного струму.

Низьковольтні стабілітрони виготовляють на основі низкоомного матеріалу. У цьому випадку утворюється вузький площинний перехід, в якому при порівняно низьких зворотних напругах (менше 6В) виникає тунельний електричний пробій. Високовольтні стабілітрони виготовляють на основі високоомного матеріалу. Тому їх принцип дії пов'язаний з лавинним електричним пробоєм.

Основні параметри стабілітронів:

• Напруга стабілізації U_ст (U_ст = 1–1000В);

• Мінімальний I_{ст mіn} і максимальний I_{ст мах} струми стабілізації;

• Максимально допустима розсіює потужність Р_мах;

• Диференціальний опір на ділянці стабілізації r_d = dU_ст / dI_ст;

• Температурний коефіцієнт напруги (TKU) на ділянці стабілізації. TKU стабілітрона показує на скільки відсотків зміниться стабілізуючий напруга при зміні температури напівпровідника на 1 °С.

Стабілітрони використовують для стабілізації напруги джерел живлення, а також для фіксації рівнів напружень в різних схемах. Стабілізацію низьковольтної напруги в межах 0,3–1В можна отримати при використанні прямої гілки ВАХ кремнієвих діодів.

Рис. 4. Вольт-амперна характеристика стабілітрона і його умовне графічне позначення

Діод, в якому для стабілізації напруги використовується пряма гілка ВАХ, називають стабістор. Існують також двосторонні (симетричні) стабілітрони, що мають симетричну ВАХ щодо початку координат. Стабілітрони допускають послідовне включення, при цьому результуюча стабілізуючий напруга дорівнює сумі напруг стабілітронів: U_ст = U_ст1 + U_ст2. Паралельне з’єднання стабілітронів неприпустимо, тому що з-за розкиду характеристик і параметрів з усіх паралельно з’єднаних стабілітронів струм буде виникати тільки в одному, який має найменшу стабілізуючу напругу U_ст, що викличе перегрів стабілітрона.

Варикап

Варикап – це напівпровідниковий діод, в якому використовується залежність ємності від величини зворотної напруги і який призначений для застосування в якості елемента з електрично керованою ємністю.

Напівпровідниковим матеріалом для виготовлення варикапів є кремній.

Основні параметри варикапів:

• Номінальна ємність С_н – ємність при заданому зворотній напрузі (С_н = 1–500 пФ);

• Коефіцієнт перекриття по ємності – відношення ємностей варикапа при двох заданих значеннях зворотних напруг.

Варикапи широко застосовуються в різних схемах для автоматичного підстроювання частоти, в параметричних підсилювачах.

Рис. 5. Вольт-фарадна характеристика варикапа.