Ход лекции

1.Стабилитроном называется полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации уровня постоянного напряжения. Стабилизация – подержание уровня чего-либо в неизменном состоянии.

По конструкции стабилитроны всегда плоскостные и кремниевые (т.к кремний обладает более высокой температурной стабильностью). Принцип действия стабилитрона основан на том, что на его вольтамперной характеристике имеется участок, на котором напряжение практически не зависит от величины протекающего тока. Нормальным режимом работы стабилитрона является режим при обратном напряжении, соответствующем обратимому электрическому пробою p-n перехода.

Важнейшей характеристикой стабилитрона является его вольтамперная характеристика (рис.1). В прямом направлении она практически не отличается от прямой ветви ВАХ любого кремниевого диода. Обратная ветвь её имеет вид прямой вертикальной линии, проходящей почти параллельно оси токов. Поэтому при изменении в широких пределах тока падение напряжения на приборе практически не меняется. Это свойство кремниевых диодов позволяет использовать их в качестве стабилизаторов напряжения. Рабочим является участок электрического пробоя, а за счёт легирующих добавок в полупроводник ток электрического пробоя может изменяться в широком диапазоне, не переходя в тепловой пробой.

Так как участок электрического пробоя – это обратное напряжение, то стабилитрон включается обратным включением.

Рисунок 1 – ВАХ стабилитрона

Стабилитроны могут быть одноанодные, двуханодные, универсальные, прецизионные. Двуханодные стабилитроны обеспечивают стабилизацию двух полярных напряжений. Обычно они представляют собой два одноанодных стабилитрона, включенных последовательно навстречу друг другу.

Все стабилитроны подразделяются на маломощные, средней мощности и мощные.

Параметрическая схема стабилизации

R_н - сопротивление нагрузки

R_огр - ограничивающее сопротивление

VD - стабилитрон

Рисунок 2 – Схема включения

Схема (рис.2)представляет собой делитель напряжения, состоящий из гасящего (ограничивающего) резистора R_огр и стабилитрона VD. Обеспечивает постоянное напряжение на выходе при уменьшении напряжения на входе или на нагрузке. U_вых=U_вх- I₀R_огр

При изменении величины напряжения питания меняется ток через резистор R_огр. Без стабилитрона это изменение тока вызвало бы изменение напряжения на R_Н. Стабилитрон принимает эти токовые колебания на себя: изменяется ток, проходящий через него, а напряжение остается неизменным.

Uвых

Uст

t

U

Рисунок 3 – Форма выходного напряжения стабилизатора

2. Варикапом называется полупроводниковый диод, у которого в качестве основного параметра используется барьерная ёмкость, величина которой варьируется при изменении обратного напряжения. Следовательно, варикап применяется как конденсатор переменной ёмкости, управляемый напряжением.

Рисунок 4 – К пояснению принципа действия варикапа

Принцип действия.

Если к p-n переходу приложить обратное напряжение, то ширина потенциального барьера увеличивается.

При подключении обратного напряжения ширина перехода ΔХ увеличивается, следовательно, барьерная ёмкость будет уменьшаться. Основной характеристикой варикапов является вольтфарадная характеристика С=f(Uобр). Основное применение варикапа – электронная настройка колебательных контуров.

Рисунок 5 – Вольтфарадная характеристика варикапа

Контрольные вопросы:

1. Поясните термин «стабилизация».

2. В чем основное отличие стабилитрона от выпрямительного диода?

3. Какой вид пробоя р-п перехода является рабочим для стабилитрона?

4. Как влияет уменьшение обратного напряжения, приложенного к р-п переходу, на величину барьерной емкости?

Задание, методические указания для выполнения СРС по вопросу:

Дата добавления: 2014-01-13