Основные параметры стабилитронов и их типовые значения

1. Напряжение стабилизации U_ст – падение напряжения на стабилитроне при протекании заданного тока стабилизации (несколько вольт – десятки вольт).

2. Максимальный ток стабилизации I_ст.max (несколько мА – несколько А).

3. Минимальный ток стабилизации I_ст.min (доли – десятки мА).

4. Дифференциальное сопротивление r_диф, которое определяется при заданном значении тока на участке пробоя как r_диф=∂U_ст/∂ U_ст (доли Ом – тысячи Ом).

5. Температурный коэффициент напряжения стабилизации α_ст – относительное изменение напряжения стабилизации ΔU_ст при изменении температуры окружающей среды на ΔТ; (α_ст – тысячные доли процента).

Дифференциальное сопротивление при увеличении тока стабилизации уменьшается на 10–20%. Это объясняется тем, что при увеличении приложенного напряжения увеличивается площадь участков, на которых произошел пробой. При токе, близком к номинальному, его сопротивление близко к значению собственного сопротивления базы.

Пробойный режим не связан с инжекцией неосновных носителей. Поэтому в стабилитроне инерционные явления связанные с накоплением и рассасыванием носителей, при переходе из области пробоя в область запирания и обратно практически отсутствуют. Это позволяет использовать их в импульсных схемах в качестве фиксаторов уровней и ограничителей.

Включение полупроводниковых стабилитронов в схему стабилизации выходного напряжения показано на рисунке 2,16, в. При увеличении напряжения

Рис. 2.16 Условное обозначение стабилитронов:
а) – общее обозначение, б) – двуханодный стабилитрон, в) – схема стабилизации напряжения на нагрузке

питания увеличивается ток в цепи, а падение напряжения на нагрузке и стабилитроне изменяется мало. Почти все приращение напряжения питания падает на резисторе R, а выходное напряжение остается почти неизменным за счет своеобразной характеристики обратной ветви стабилитрона. Такая схема называется параметрическим стабилизатором.

Напряжение стабилизации стабилитрона зависит от температуры окружающей среды – при повышении температуры напряжение увеличивается. В то же время падение напряжения на диоде с ростом температуры уменьшается. Для уменьшения температурного коэффициента напряжения стабилизации последовательно со стабилитроном включают диод. Такие стабилитроны получили название прецизионных и выпускаются промышленностью в виде законченных компонентов.

Стабисторы. Как и стабилитроны предназначены для стабилизации напряжения. Однако в отличии от последних в них используется специальная форма прямой ветви вольт – амперной характеристики. Стабисторы позволяют стабилизировать малые величины напряжений (0,35 – 1.9 В).

Варикапы. Ширина электронно – дырочного перехода и его емкость зависят от приложенного к нему напряжения.

Варикап – это полупроводниковый прибор, предназначенный для использования в качестве управляемой электрическим напряжением емкости. Варикап работает при обратном напряжении, приложенном к р–n переходу. Его емкость меняется в широких пределах, и ее значение определяют из выражения

,

где – С_В(0) – емкость варикапа при нулевом напряжении;

U_K – значение контактного потенциала;

U – приложенное обратное напряжение;

n=2 для резких переходов и n=3 для плавных переходов

На рисунке 2.15 приведена эквивалентная схема варикапа и включение варикапа в колебательный контур

Рис. 2.15. Эквивалентная схема варикапа (а), включение варикапа в резонансный LC контур, перестраиваемый напряжением U (б).

Конденсатор С необходим для исключения шунтирования постоянного напряжения U катушкой индуктивности L, емкость конденсатора должна отвечать условию С»С_В, Сопротивление резистора R1 выбирается из условия R1»ρ, где ρ – волновое сопротивление колебательного контура.