Полупроводниковые стабилитроны

Стабилитрон – полупроводниковый диод, напряжение на котором в области обратимого электрического пробоя слабо зависит от тока и который служит для стабилизации напряжения. ВАХ стабилитрона приведена на рис. 7. На ВАХ стабилитрона имеется участок со слабой зависимостью напряжения от проходящего тока (участок аб), т.е. в области пробоя напряжение на стабилитроне остается практически неизменным при больших изменениях тока. В качестве исходного материала при изготовлении стабилитронов используют кремний, что связано с необходимостью получения малых значений (точка а на рис. 7). На рис. 8 приведена схема простейшего стабилизатора напряжения параметрического типа на одном стабилитроне.

 

Рис. 7. ВАХ и условное обозначение стабилитрона	Рис. 8. Простейший параметрический стабилизатор

 

При увеличении входного напряжения возрастает ток в цепи . Избыточное входное напряжение падает на резисторе , а напряжение на сопротивлении нагрузки , равное напряжению стабилизации , практически не изменяется (нагрузка подключена параллельно стабилитрону, поэтому ). При изменении сопротивления и неизменном входном напряжении ток, проходящий через сопротивление , остается постоянным, но меняется распределение токов между стабилитроном и нагрузкой, а напряжение по-прежнему сохраняется неизменным.

Напряжение стабилизации стабилитронов лежит в пределах 1 ÷ 1000 В и зависит от толщины запирающего слоя p-n-перехода. Стабилитроны допускают последовательное включение, при этом общее напряжение стабилизации равно сумме напряжений стабилитронов: . Параллельное соединение стабилитронов недопустимо, так как из всех параллельно соединенных стабилитронов ток будет только в одном, имеющем наименьшее напряжение стабилизации. Конструктивное исполнение стабилитронов аналогично выпрямительным диодам.

Стабилизацию напряжения можно также получить с помощью диода, включенного в прямом направлении. Кремниевые диоды с высокой концентрацией примеси в области базы, предназначенные для этой цели, называют стабисторами. Отличительной особенностью стабисторов по сравнению со стабилитронами является мéньшее напряжение стабилизации (0,3 ÷ 1 В).