Яке фізичне явище лежить в основі роботи стабілітрона? Як воно використовується для стабілізації напруги?

Для роботи стабілітронів використовують зворотну ділянку вольтампереної характеристики (ВАХ) при напрузі, що відповідає напрузі пробою (рис.2.3).

На цій ділянці, починаючи з деякої напруги, позначеної як U_CT, спостерігається стрімке зростання зворотного струму. Особливість цієї ділянки ВАХ полягає в тому, що на ній диференціальний опір , визначений як нахил характеристики до вісі ординат, набагато менший від омічного опору  , який можна зобразити як нахил січної “ 0b “ до тієї ж вісі. У стабілітронах ця відмінність є величиною одного-двох порядків.

Схему стабілізатора напруги зі стабілітроном зображено на рис.2.4. Вона є подільником вхідної напруги , яку вважатимемо складеної з постійної (режимної) напруги  і деякого невеликого приросту . Відповідно і вихідну напругу і струм можна зобразити як суми подібних же складових: +  Для постійної складової струму стабілітрон є омічним опором , отже відношення  до  можна записати так: . Але для приросту струму стабілітрон є диференціальним опором  і тоді відношення  до буде дорівнювати     . Тепер запишемо співвідношення відносних приростів напруг на вході і на виході:     .

Це і є коефіцієнт стабілізації , який показує, наскільки відносні коливання напруги на виході менші ніж на вході. Оскільки звичайно , то ця величина буває досить значною.

Іншими словами, суть в тому, що якщо зовнішню напругу, що стабілізується, перетворити на струм і подати його на стабілітрон, то зміна зовнішньої напруги а тому і струму не буде викликати сильних змін напруги на стабілітроні. Використовується тунельний пробій (<3V) лавинний пробій (>7V), або обидва разом (3-7V, там неможливо точно визначити тип пробою).