Основні теоретичні положення

Лабораторна робота № 5

Дослідження стабілітрона

 

1 Мета роботи: ознайомлення з вольт-амперними характеристиками стабілітрона, дослідження принципу його роботи та визначення параметрів

2 Обладнання: ПЕОМ, програма Electronics Workbench

Схема дослідження

Рисунок 1 – Cхема дослідження

 

Основні теоретичні положення

Стабілітрон – це напівпровідниковий діод, напруга на якому в області електричного пробою майже не залежить від сили струму.

Принцип дії стабілітрону – електричний пробій p-n переходу.

Основна характеристика – вольт-амперна характеристика (ВАХ) (рис.2).

Робоча ділянка (АВ) – пряма, що майже паралельна осі струмів.

Рисунок 2 – ВАХ стабілітрона

 

Робочий режим – при зворотному вмиканні (режим електричного пробою).

Стабілітрони виготовляють з кремнію, який має порівняно з германієм більшу ширину забороненої зони, а значить, значно менший зворотний струм. Це призводить до того, що тепловий пробій настає при значно більших зворотних напругах, ніж в германієвих приладах.

Застосовуються стабілітрони для стабілізації напруги, як обмежувач постійної та імпульсної напруги, як поділювач напруги, як джерело еталонної напруги.

Основні параметри:

- напруга стабілізації U_ст – падіння напруги на стабілітроні в області стабілізації при номінальному значенні струму;

- мінімальний струм стабілізації І_min – найменше значення струму крізь стабілітрон, при якому виникає стійкий електричний пробій (точка А на ВАХ);

- максимальний струм стабілізації І_max – найбільший струм, що протікає крізь стабілітрон, при якому потужність, що розсіюється на стабілітроні, не перевищує допустимого значення (точка В на ВАХ);

- диференційний опір r_ст – характеризує зміну величини напруги на приладі зі змінами струму крізь нього, тобто, характеризує ступінь стабільності напруги стабілізації при зміні струму пробою

r_ст = ∆U_ст /∆І_ст;

де ∆U_ст = U_{ст. max} - U_{ст. min} - змінення напруги в режимі стабілізації;

∆І_ст = І_{ст. max} - І_{ст. min} - крайні значення струму стабілізації.

- температурний коефіцієнт напруги стабілізації α,

α = ∆U_ст /U_ст ∙ ∆T (1/град);

- максимальна потужність розсіювання Р_max – найбільша потужність, яка виділяється в p-n переході, при якій ще не виникає теплового пробою.