5. Опорные диоды (полупроводниковые стабилитроны)

Опорные диоды (рис.3.4.) предназначены для использования в качестве источника опорного напряжения в различных элементах. В работе стабилитронов используются режим электрического пробоя при обратном смещении p-n-перехода. При ограниченном протекании тока через стабилитрон режим электрического пробоя может устанавливаться в течении десятков тысяч часов.

Нормальным режимом работы стабилитронов является работа при обратном напряжении, соответствующем электрическому пробою p-n-перехода (рис.3.5.). рабочим участком опорного диода является участок АВ.

В зависимости от назначения стабилитроны подразделяются на:

1. низковольтные ( напряжения 5В)используют туннельный механизм;

2. высоковольтные ( напряжения 7В)используют лавинный механизм;

3. при напряжениях 5-7В механизм пробоя смешанный.

Основными параметрами полупроводникового стабилитрона являются:

1. U_стнапряжение стабилизации, т.е. падение напряжения на стабилитроне при протекании заданного тока стабилизации;

2. I_min  минимальный ток стабилизации (точка А на рис.3.5.);

3. I_maxмаксимальный ток стабилизации (точка В на рис.3.5., т.е. точка перехода электрического пробоя в тепловой).

4.  динамическое сопротивление стабилитрона, характеризует наклон вольт-амперной характеристики в режиме электрического пробоя;

5.  температурный коэффициент напряжения стабилизации. Величина этого коэффициента определяет качество стабилитрона.

При прямой полярности приложенного напряжения стабилитрон ведет себя как обычный диод.

Для стабилизации напряжений, меньших 3В, используют стабисторы, в которых p-n-переход работает в прямом направлении.

6. Туннельный диод

Туннельный диод это высокочастотный полупроводниковый прибор, имеющий на вольт-амперной характеристике прямого включения участок отрицательного динамического сопротивления (рис.3.6.). Туннельные диоды построены на основе узких p-n-переходов. Вольт-амперная характеристика такого диода отличается наличием токового всплеска в зоне начального участка прямой ветви. На вольт-амперной характеристике образуется участок, характеризуемый отрицательным динамическим сопротивлением, на котором приращение напряжения и тока противоположно по знаку. Это свойство позволяет использовать туннельные диоды в качестве активных элементов генераторных и переключательных схем.

7. Варикапы

Варикапы (рис.3.7.)это полупроводниковые диоды, у которых используется свойство изменения толщины и, соответственно, емкости р-n-перехода при изменении величины приложенного обратного напряжения. Применяются в качестве элементов автоматической настройки частоты в различных радиотехнических устройствах и системах управления.

Основными эксплуатационными параметрами являются:

1. С_вобщая емкость, измеренная между выводами варикапа при заданном обратном напряжении;

2. U_упр. управляющее напряжение;

3.  коэффициент перекрытия по емкости;

4. Qдобротность варикапа, которая характеризуется отношением реактивного сопротивления варикапа к его активному сопротивлению.

5. ТКЕ температурный коэффициент емкости; он характеризует стабильность варикапа и представляет собой отношение относительного изменения емкости к вызвавшему его абсолютному изменению температуры окружающей среды:

. (3.1)