Содержание
-
Полупроводниковые диоды-СТАБИЛИТРОН
Подготовил-ученик 201гр Роев Анатолий
-
Что такое-стабилитрон
Стабилитроном называется полупроводниковый диод, вольт-амперная характеристика которого имеет область резкой зависимости тока от напряжения на обратном участке вольт-амперной характеристики.
-
ВАХ стабилитрона имеет вид, представленный на рисунке 4.9
Рис. 4.9. Вольт-амперная характеристика (а) и конструкция корпуса (б) стабилитрона
-
При достижении напряжения на стабилитроне, называемого напряжением стабилизации Uстаб, ток через стабилитрон резко возрастает. Дифференциальное сопротивление Rдиф идеального стабилитрона на этом участке ВАХ стремится к 0, в реальных приборах величина Rдиф составляет значение: Rдиф ≈ 2÷50 Ом.
-
Основное назначение стабилитрона
стабилизация напряжения на нагрузке, при изменяющемся напряжении во внешней цепи. В связи с этим последовательно со стабилитроном включают нагрузочное сопротивление, демпфирующее изменение внешнего напряжения. Поэтому стабилитрон называют также опорным диодом.
-
Напряжение стабилизации Uстаб зависит от физического механизма, обуславливающего резкую зависимость тока от напряжения. Различают два физических механизма, ответственных за такую зависимость тока от напряжения, - лавинный и туннельный пробой p-n перехода
-
Туннельный пробой в полупроводниках
Проанализируем более подробно механизмы туннельного и лавинного пробоя. Рассмотрим зонную диаграмму диода с p-n переходом при обратном смещении при условии, что области эмиттера и базы диода легированы достаточно сильно (рис. 4.10).
-
Рис. 4.10. Зонная диаграмма диода на базе сильнолегированного p-n перехода при обратном смещении
-
Квантово-механическое рассмотрение туннельных переходов для электронов показывает, что в том случае, когда геометрическая ширина потенциального барьера сравнима с дебройлевской длиной волны электрона, возможны туннельные переходы электронов между заполненными и свободными состояниями, отделенными потенциальным барьером.
-
Форма потенциального барьера обусловлена полем p-n перехода. На рисунке 4.11 схематически изображен волновой пакет при туннелировании через потенциальный барьер треугольной формы Рис. 4.11. Схематическое изображение туннелирования волнового пакета через потенциальный барьер
-
Рассмотрим, как зависит напряжение туннельного пробоя от удельного сопротивления базы стабилитрона. Поскольку легирующая концентрация в базе ND связана с удельным сопротивлением ρбазысоотношением ND = 1/ρμe, получаем: (4.21) Из уравнения (4.21) следует, что напряжение туннельного пробоя Uz возрастает с ростом сопротивления базы ρбазы.
-
Эмпирические зависимости напряжения туннельного пробоя Uz для различных полупроводников имеют следующий вид: германий (Ge): Uz = 100ρn + 50ρp;кремний (Si): Uz = 40ρn + 8ρp,где n, p - удельные сопротивления n- и p-слоев, выраженные в (Ом·см).
-
Приборные характеристики стабилитронов
Основными характеристиками стабилитрона являются ток Iст и напряжение Uст стабилизации, дифференциальное напряжение стабилитрона rст и температурная зависимость этих параметров. На рисунке 4.13 приведены дифференциальные параметры различных стабилитронов.
-
Приборные характеристики
Рис. 4.13. Дифференциальные параметры различных стабилитронов:а) зависимость дифференциального сопротивления от прямого тока 2С108; б) зависимость изменения напряжения стабилизации от температуры для различных типономиналов стабилитрона 2С108; в) зависимость дифференциального сопротивления от прямого тока 2С351
-
Как следует из приведенных данных, значение дифференциального сопротивления для стабилитронов обратно пропорционально току стабилизации и составляет десятки Ом при рабочих параметрах токов. Точность значения напряжения стабилизации составляет десятки милливольт в стандартном температурном диапазоне.
-
Поставтепожайлусто 12 балов
Подготовил ученик 201 Роев Анатолий
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.