Вольт-амперна характеристика декількох стабілітронів
Стабілітрон (діод Зенера) - напівпровідниковий діод. призначений для стабілізації напруги в джерелах живлення. У порівнянні зі звичайними діодами має досить низьке регламентоване напруга пробою (при зворотному включенні) і може підтримувати цю напругу на постійному рівні при значній зміні сили зворотного струму. Матеріали, використовувані для створення p-n переходу стабілітронів, мають високу концентрацію домішок. Тому, при відносно невеликих зворотних напругах в переході виникає сильне електричне поле. що викликає його електричний пробій. в даному випадку є оборотним (якщо не настає тепловий пробій внаслідок занадто великої сили струму).
В основі роботи стабілітрона лежать два механізми:
Незважаючи на схожі результати дії, ці механізми різні, хоча і присутні в будь-якому стабілітроні спільно, але переважає лише один з них. У стабілітронів до напруги 5,6 вольт переважає тунельний пробій з негативним температурним коефіцієнтом, вище 5,6 вольт домінуючим стає лавинний пробій з позитивним температурним коефіцієнтом. При напрузі, що дорівнює 5,6 вольт, обидва ефекту врівноважуються, тому вибір такої напруги є оптимальним рішенням для пристроїв з широким температурним діапазоном застосування.
Пробійні режим не пов'язаний з інжекцією неосновних носіїв заряду. Тому в стабілітроні інжекційні явища, пов'язані з накопиченням і розсмоктуванням носіїв заряду при переході з області пробою в область замикання і назад, практично відсутні. Це дозволяє використовувати їх в імпульсних схемах в якості фіксаторів рівнів і обмежувачів.
- прецизійні - володіють підвищеною стабільністю напруги стабілізації, для них вводяться додаткові норми на тимчасову нестабільність напруги і температурний коефіцієнт напруги (наприклад: 2С191, КС211, КС520);
- двуханодний - забезпечують стабілізацію та обмеження двополярної напруги, для них додатково нормується абсолютне значення несиметричності напруги стабілізації (наприклад: 2С170А, 2С182А);
- швидкодіючі - мають знижене значення бар'єрної ємності (десятки пФ) і малу тривалість перехідного процесу (одиниці нс), що дозволяє стабілізувати і обмежувати короткочасні імпульси напруги (наприклад: 2С175Е, КС182Е, 2С211Е).
Існують мікросхеми лінійних регуляторів напруги з двома висновками, які мають таку ж схему включення, що і стабілітрон, і найчастіше, таке ж позначення на електричних принципових схемах. [1]
Основним параметром стабилитронов є напруга стабілізації - значення напруги на стабілітроні при проходженні заданого струму стабілізації. Пробивна напруга діода, а значить, напруга стабілізації стабілітрона залежить від товщини p-n-переходу або від питомої опору бази діода. Тому різні стабілітрони мають різні напруги стабілізації (від 3 до 400 В).
Важливим параметром стабилитрона є температурний коефіцієнт напруги стабілізації - величина, що визначається відношенням відносної зміни температури навколишнього середовища при постійному струмі стабілізації. Значення цього параметра у різних стабилитронов різні. Коефіцієнт може мати як позитивні так і негативні значення для високовольтних і низьковольтних стабілітронів відповідно. Зміна знака відповідає напрузі стабілізації порядку 6В.