Кремнієвий стабілітрон

Кремнієвий стабілітрон це напівпровідниковий діод, який володіє спеціфічною зворотньою віткою вольтамперної характеристики.

Рис. 6. Зворотня вітка вольтамперної характеристики кремнієвого стабілітрона

В кремнієвих стабілітронах використовується властивість значної зміни зворотнього струму І_в (в даному випадку струму стабілізації) та незначної зміни зворотньої напруги U_ст під час електричного пробою.

Головні параметри кремнієвих стабілітронів:

а) U_ст – напруга стабілізації, яка рівна напрузі електричного пробою. Випускаються стабілітрони з U_ст=3…180 В; І_{ст макс}= 2 мА…1,5 А.

б) Динамічний опір, який характеризує нахил робочої ділянки вольтамперної характеристики стабілітрона

r_д =ΔU_ст/ ΔI_ст .

r_д= 18…300 Ом; r_д= 1…30 Ом - для найбільш низьковольтних.

в) Температурний коефіцієнт нестабільності (ТКН). Він визначає зміну напруги стабілізації U_ст в % під час зміни температури на один градус. ТКН може бути позитивним або негативним. ТКН = (0,0005…0,2), % / 1º.

8. Схема увімкнення стабілітрона

Рис. 7. Схема увімкнення стабілітрона

На рис. 7 наведена схема стабілізатора напруги. Анодом стабілітрон під’єднаний до негативного полюса джерела живлення з метою використання саме зворотньої вітки вольтамперної характеристики стабілітрона. Схема передбачає обов’язково наявність баластного резистора R_б . Стабілітрон під’єднаний паралельно до навантаження. Згідно законів електротехніки струм у вузлі та напруга на навантаженні відповідно визначаються з рівнянь

І=І_ст+І_н ; U_н=E – R_б (I_ст +I_н).

Стабілізація напруги на навантаженні відбувається наступним чином. Якщо струм навантаження збільшується І_н↑, то це призводить бодай до найменшого зменшення напруги навантаження U_н↓. Зменшення напруги на навантаженні U_н зменшить струм стабілітрона І_ст↓ (див. вольтамперну характеристику стабілітрона). Сума струмів І_н↑+І_ст↓ залишиться практично незмінною, що згідно з наведеним рівнянням зберігає незмінною напругу на навантаженні.