Стабилитроны

Стабилитроны представляют собой полупроводниковые диоды, вольтамперная характеристика которых имеет участок со слабой зависимостью напряжения от тока в области электрического пробоя (рисунок 2.8а). Эти диоды используются для ограничения сигналов, стабилизации напряжения и в источниках эталонных напряжений.

 
 

Стабилитроны в схему включаются в обратном направлении с ограничительным сопротивлением (рисунок 2.86).R0.

 

Рис. 2.8 Стабилитрон: а) вольтамперная характеристика, б) схема стабилизации

 

       
   
 

Для этой схемы стабилизации можно записать следующее соотношение:

Нестабильность напряжения на нагрузке DUн может быть вызвана следующими причинами:

1) Нестабильность источника питания - DEип;

2) Нестабильность нагрузки - DRн и, следовательно, нестабильность тока нагрузки DIн.

следовательно, можно записать соотношение:

       
   
 

Отсюда следует:

       
   
 
 

Очевидно, что при R0 / Rg >>1 Þ DUст=DUн <<DEип

При измененииRн, ток через стабилитрон будет таким, что полный ток I0 и напряжение DUст останутся практически постоянными.

 
 

Для характеристики качества стабилизации напряжения стабилитронами используют параметр - коэффициент стабилизации:

 
 

       
   
 

Для рассмотренной схемы очевидно:

Величину R0 необходимо выбирать таким образом, чтобы выполнялись условия:

а) Величина R0 и Eип должны обеспечивать Icт;

б) R0>> Rн

То есть

       
   
 

Основные параметры стабилитронов:

1) Напряжение стабилизации

Напряжение стабилизации Uст соответствует точке на середине рабочего участка а-б (рисунок 2.8а). Этому напряжению соответствует ток стабилизации Icт .

2) Максимальный и минимальный токи стабилизации Imax и Imin

Эти токи определяют диапазон токов стабилитрона с гарантированной устойчивостью электрического пробоя р-nперехода. При Icт < Imin появляется сильная зависимость Uст от Icт , а при Icт > Imax возможен переход в область необратимого теплового пробоя.

3) Динамическое (дифференцированное) сопротивление в рабочей точке

 
 

 
 

 

Этот параметр характеризует основное свойство стабилитрона -стабилизацию напряжения при изменении тока через него. Чем меньше Ri,тем лучше стабилитрон.

 
 

4) Температурный коэффициент напряжения TKU

 
 

 

Показывает величину относительного изменения напряжения стабилизации при изменении температуры на 1 градус. Иногда TKU выражают в процентах.

При лавинном пробое TKU положителен, а при полевом пробое - отрицателен. Этот параметр необходимо учитывать, если прибор работает в нестационарных условиях с изменяющимися температурами.