Вольт-амперная характеристика нескольких стабилитронов

Стабилитрон - полупроводниковый диод, предназначенный для поддержания напряжения источника питания на заданном уровне. Стабилитрон - это диод предназначенный для стабилизации обратного напряжения.

Напряжение стабилизации — значение напряжения на стабилитроне при прохождении заданного тока стабилизации. Пробивное напряжение диода, а значит, напряжение стабилизации стабилитрона зависит от толщины p-n-перехода или от удельного сопротивления базы диода. Поэтому разные стабилитроны имеют различные напряжения стабилизации (от 3 до 400 В).

Температурный коэффициент напряжения стабилизации — величина, определяемая отношением относительного изменения температуры окружающей среды при постоянном токе стабилизации. Значения этого параметра у различных стабилитронов различны. Коэффициент может иметь как положительные так и отрицательные значения для высоковольтных и низковольтных стабилитронов соответственно. Изменение знака соответствует напряжению стабилизации порядка 6В.

Дифференциальное сопротивление — величина, определяемая отношением приращения напряжения стабилизации к вызвавшему его малому приращению тока в заданном диапазоне частот.

Максимально допустимая рассеиваемая мощность — максимальная постоянная или средняя мощность, рассеиваемая на стабилитроне, при которой обеспечивается заданная надёжность.

Минимально допустимый ток стабилизации - минимальный ток, при котором гарантируется ввод p-n-перехода стабилитрона в режим устойчивого пробоя и, как следствие, стабильное значение напряжения стабилизации. При малых обратных токах стабилитрон работает на начальном участке вольт-амперной характеристики, где значение обратного напряжения неустойчиво и может колебаться в пределах от нуля до напряжения стабилизации.

Диод – двухэлектродный полупроводниковый прибор с одним p–n-переходом, обладающий односторонней проводимостью тока. Существует много различных типов диодов – выпрямительные, импульсные, туннельные, обращенные, сверхвысокочастотные диоды, а также стабилитроны, варикапы, фотодиоды, светодиоды и др.

Выпрямительные диоды

Вблизи границы двух полупроводников образуется слой, лишенный подвижных носителей заряда (из-за рекомбинации) и обладающий высоким электрическим сопротивлением, - так называемый запирающий слой. Этот слой определяет контактную разность потенциалов (потенциальный барьер).

Если к p–n-переходу приложить внешнее напряжение, создающее электрическое поле в направлении, противоположном полю электрического слоя, то толщина этого слоя уменьшится и при напряжении 0,4 - 0,6 В запирающий слой исчезнет, а ток существенно возрастет (этот ток называют прямым).

При подключении внешнего напряжения другой полярности запирающий слой увеличится и сопротивление p–n-перехода возрастет, а ток, обусловленный движением неосновных носителей заряда, будет незначительным даже при сравнительно больших напряжениях.

Прямой ток диода создается основными, а обратный – неосновными носителями заряда. Положительный (прямой) ток диод пропускает в направлении от анода к катоду.

На рис. 1 показаны условное графическое обозначение (УГО) и характеристики выпрямительных диодов (их идеальная и реальная вольт-амперная характеристики). Видимый излом вольт-амперной характеристики диода (ВАХ) в начале координат связан с различными масштабами токов и напряжений в первом и третьем квадранте графика. Два вывода диода: анод А и катод К в УГО не обозначаются и на рисунке показаны для пояснения.

На вольт-амперная характеристика реального диода обозначена область электрического пробоя, когда при небольшом увеличении обратного напряжения ток резко возрастает.

Электрический пробой является обратимым явлением. При возвращении в рабочую область диод не теряет своих свойств. Если обратный ток превысит определенное значение, то электрический пробой перейдет в необратимый тепловой с выходом прибора из строя.

Диод Шоттки.

получают, используя переход металл-полупроводник. При этом применяют подложки из низкоомного n-кремния (или карбида кремния) с высокоомным тонким эпитаксиальным слоем того же полупроводника.У Диода Шоттки значительно меньшее, чем у выпрямительных диодов последовательное сопротивление, так как металлический слой имеет малое сопротивление по сравнению с любым даже сильно легированным полупроводником. Это позволяет использовать диоды Шоттки для выпрямления значительных токов (десятки ампер). Обычно их применяют в импульсных вторичных источниках питания для выпрямления высокочастотных напряжений (частотой до нескольких МГц).

Пассивные элементы: резистивном элементе, индуктивном элементе L, емкостном элементе C.,транзистор.

Диоды подразделяются на следующие группы по мощности:

1. Диоды малой мощности (менее 0,3 А)

2. Диоды средней мощности (менее 10 А)

3. Диоды большой мощности (более 10 А)

Транзистор – это трех слойный полупроводниковый прибор с двумя p – n переходами, обладающих усилительными свойствами.

Схема включения транзистора с ОБ:

, а выходная мощность по формуле

, где Кр – коэффициент усиления по мощности.

В схеме с ОЭ базовый переход должен быть смещен в прямом направлении а, коллекторный переход в обратном.

Между коэффициентом передачи тока эмиттера и коэффициентом передачи тока базы

Схема с ОК(Эмиторный повторитель):

Коэффициент усиления по току намного больше единицы. Коэффициент усиления по напряжению примерно равен или стримится к нулю.

Схема с ОЭ имеет самое низкое входное сопротивление и самое высокое выходное сопротивление. Так же она обладает относительно высоким входным и средним выходным сопротивлением.

Вольтамперная характеристика в режиме с ОБ

Рис.Статистические характеристики (входные и выходные)транзистора

Вольтамперная характеристика в режиме с ОЭ.

I. зона – это область насыщения

II. зона – это нормальная активная работа прибора

III. зона – это тепловой прибор.

Простейший усилитель по схеме с ОЭ

Rg -сопротивление источника входного сигнала;

Свх – входной конденсатор

Rб – резистор для задания входного тока базы

Rк – сопротивление цепи коллектора

Свых – выходной конденсатор

Rн – сопротивление нагрузки.

Тиристоры.

Тиристором называется четырех слойный полупроводниковый прибор способный способный работать в двух режимах: открытом и закрытом.

Полевые транзисторы – это активный полупроводниковый прибор, проникание тока в котором обусловлено дрейфом основных носителей заряда под действием продольного поля.

Принцип работы МДП транзистора основан на модуляции сопротивления проводящего канала на поверхности полупроводника под воздействием эффекта электрического поля затвора.

В основном кристалле проводимость р – типа. к кристаллу подключены электроды истока и стока. Сверху находится слой диэлектрика на котором электрод затвора.

Если вместо диэлектрика нанесена окись металла, то такой тип элемента будет называться МОП.

Усилительный каскад на базе биполярных транзисторов.

Каскад с ОЭ.

Схема с фиксированным током базы

;

Стабилизатор напряжения на основе эмиттерного повторителя.

Простейший параметрический стабилизатор напряжения рассмотренный в схеме. Стабилитроны имеют малый диапазон тока нагрузки, обычно не более 20 мА для построения мощных блоков питания со стабильным выходным напряжением используется в соединениях параметрического стабилизатора и эмиттерного повторителя.

Дифференциальный усилительный каскад

Дифференциальным называется усилитель с двумя входами и с двумя выходами. Основное свойство дифференциальных усилителей в том, что усиление синфазного входного сигнала минимально, а усиление дифференциального входного сигнала максимально.

В качестве источника тока применяется такая схема:

Дата добавления: 2015-05-06