4)Температурний коефіцієнт
Рисунок 12 Схема ввімкнення опорного діода
При збільшенні температури за рахунок процесів термічної генерації зменшується напруга. У стабілітронів з лавинним пробоєм рухливість носіїв зменшується і відповідно для створення лавинного розмноження необхідно збільшити напругу, щоб забезпечити електрон достатньою енергією для іонізації атома.
Рисунок 13 Вольт-амперна характеристика опорного діода
Для стабілізації напруги до 1В застосовуються спеціальні кремнієві діоди, які мають ділянки з приблизно постійною напругою на вольт-амперній характеристиці, такі діоди називаються стабісторами.
Тунельні діоди
Тунельний діод – це напівпровідниковий діод, створений на основі виродженого напівпровідника, який на вольт-амперній характеристиці прямого включення має ділянку з від’ємним опором.
В зв’язку із великою концентрацією домішок в областях, які прилягають до електронно-діркового переходу, створюється дуже вузька площа переходу, яка на 2-3 порядки менше, ніж в звичайному діоді. Через цю площу можуть вільно проходити носії заряду, і при відсутності зовнішньої напруги через такий p-n-перехід будуть відбуватися переміщення електронів із n – області в p – область і назад. При динамічній рівновазі через p-n-перехід проходять два однакові струми. При малій зовнішній напрузі відбувається зменшення висоти потенційного бар’єру і
зміщення енергетичної діаграми n – області по відношенню до енергетичної діаграми р – області. Вільні енергетичні рівні р – області будуть знаходитись на одній висоті з енергетичними рівнями n – області, зайнятими електронами. За рахунок цього збільшиться перехід електронів із n – області в р – область і струм буде підвищуватись. При деякій напрузі (напруга піка) струм за рахунок тунелювання електронів із n – області в р – область досягне свого максимального значення і при подальшому підвищені напруги тунельний струм через p-n-перехід буде падати, тому що кількість електронів, які являються вільними в n – області, буде зменшуватися, і при деякій напрузі, яка називається напругою впадини, в ідеальному тунельному діоді струм повинен бути рівний нулю, за рахунок зміщення
Рисунок 14 Вольт-амперна характеристика тунельного діода
енергетичних рівнів n і р – областей для вільних електронів. В реальному діоді через нього буде проходити інжекція неосновних носіїв заряду, обумовлена термічною генерацією пар електрон – дірка. Із збільшенням напруги струм тунельного діода буде зростати за рахунок інжекції, як і в звичайному діоді. При зворотному включенні за рахунок високого степеня легування напівпровідниковий опір його буде невеликий і явно вираженої зворотної вольт-амперної характеристики не буде.
Основні параметри тунельного діоду.
* напруга впадини – це напруга при якій струм тунельного діода досягає мінімального значення, і в залежності від матеріалу лежить в межах:
для германію: Uв=250 – 350 мВ
для кремнію: Uв=400 – 500 мВ
для арсеніду галію: --450-550 мВ
* пікова напруга – коли струм досягає максимального значення:
германієві: Un = 30 – 60 мВ кремнієві і арсенід галієві: Un = 100 – 150 мВ
* коефіцієнт відношення пікового струму до струму впадини:
германієві ≈ 3 – 6 кремнієві і арсенід галієві: > 10
За своїм призначенням тунельні діоди ділять на 3 групи: підсилюючі, генераторні, перемикаючі