8. Кремнієві стабілітрони

Явище електричного пробою, небезпечне для звичайних діодів, знаходить корисне застосування в кремнієвих площинних діодах, що одержали назву кремнієвих стабілітронів, чи опорних діодів.

При виготовленні стабілітронів найбільше широко використовуються сплавний і дифузійно-сплавний методи одержання p - n переходів. Вихідним матеріалом при виготовленні стабілітрона служить пластинка кремнію n-типу. В неї вплавляється алюміній, що є акцепторною домішкою для кремнію. Кристал з p - n переходом міститься звичайно в герметичному металевому корпусі.

Нормальним режимом роботи стабілітронів є робота при зворотній напрузі, що відповідає зворотному електричному пробою р-n переходу.

Слід зазначити, що ефект Зінера і лавинний механізм електричного пробою р-n переходу спостерігаються як у кремнієвих, так і в германієвих діодів. Однак виділення тепла, що супроводжує ці процеси, приводить для германія до додаткової теплової генерації носіїв заряду, що спотворює картину лавинного пробою. Тому як матеріал для напівпровідникових стабілітронів використовується кремній, що володіє більш високою температурною стабільністю.

ВАХ стабілітрона

Найважливішою характеристикою стабілітрона є його вольт-амперна характеристика. У прямому напрямку вольт-амперна характеристика стабілітрона практично не відрізняється від прямої вітки будь-якого кремнієвого діода. Зворотна вітка її має вид прямої вертикальної лінії, що проходить майже паралельно осі струмів. Тому при зміні в широких межах струму спадання напруги на приладі практично не змінюється. Ця властивість кремнієвих діодів і дозволяє використовувати їх як стабілізатори напруги.

Оскільки електричний пробій настає при порівняно низькій зворотній напрузі, потужність, що виділяється в р-n переході навіть при значних зворотних струмах, буде не більшою що предохраняє р-n перехід від теплового (не зворотного) пробою. Перевищення гранично припустимого зворотного струму стабілітрона приводить, як і в звичайних діодах, до виходу приладу з ладу.

Основними параметрами кремнієвих стабілітронів є:

Напруга стабілізації Ucт - падіння напруги на стабілітроні в області стабілізації при номінальному значенні струму.

Мінімальний струм стабілізації Іст. min - таке значення струму через стабілітрон, при якому виникає стійкий пробій.

Максимальний струм стабілізації Іст. max - найбільше значення струму через стабілітрон, при якому потужність, що розсіюється на стабілітроні, не перевищує припустимого значення.

Д иференціальний опір rст - відношення збільшення напруги на стабілітроні до збільшення струму в режимі стабілізації

Величина rст характеризує ступінь стабільності напруги стабілізації при зміні струму пробою.

9Варікапи

Варика́п — напівпровідниковий елемент, в якому використовується властивість електронно-діркового переходу змінювати свою ємність в залежності від прикладеної напруги. Призначений для використання в якості керованої напругою електричної ємності. Працює при зворотній напрузі, підключеній до p-n-переходу. Ємність змінюється в широких межах.

Основні параметри:

-Загальна місткість - ємність, виміряна між висновками варикапа при заданому зворотному напрузі.

-Коефіцієнт перекриття по ємності - відношення ємностей при двох заданих значень зворотного напруги на варикапе.

-Добротність - відношення реактивного опору варикапа на заданій частоті до опору втрат при заданому значення ємності або зворотного напруги.

-Постійний зворотний струм - постійний струм, що протікає через варикап при заданому зворотному напрузі.

-Максимально допустиме постійне зворотне напруга.

-Максимально допустима розсіювана потужність.

-Температурні коефіцієнти ємності і добротності - відношення відносної зміни ємності (добротності) варикапа до що викликала його абсолютній зміни температури. У загальному випадку самі ці коефіцієнти залежать від значення зворотного напруги, прикладеного до варикапу.

-Гранична частота варикапа - значення частоти, на якій реактивна складова провідності варикапа стає рівною активної складової. Вимірювання граничної частоти проводиться при конкретних заданих зворотному напрузі і температурі, які у свою чергу залежать від типу варикапа.

У варикапа при змінах величини зворотної напруги змінюється ємність, завдяки чому він може застосовуватися, наприклад, для автоматичного налаштування контурів радіоприймача або телевізора на потрібну станцію чи канал.Використовується в схемах автоматики, інформаційно-вимірювальної техніки, в радіотехніці.