Стабилитрон, стабистор

Стабилизаторы и стабилитроны

Стабилитрон

Стабилитрон — радиодеталь, конструктивно напоминающая диод, но кардинально отличающаяся по характеру работы. Ключевым элементом, как и в обычной полупроводниковой лампе, является полупроводниковый p-n переход. И реакции обоих элементов на подачу обратного напряжения аналогичны — оба заблокированы. Отличие заключается в том, что режимом работы стабилитрона является пробой p-n перехода, который происходит при достижении обратного смещения некоторого критического значения и выключения диода.

В основе работы стабилитрона лежит то, что при достаточно больших изменениях обратного тока напряжение на элементе практически не меняется. Другими словами, каким бы значительным ни было обратное смещение, радиодеталь будет поддерживать постоянный уровень выходной разности потенциалов. Это стабилизированное напряжение можно использовать в качестве эталона, который используется в реальных электронных устройствах, критичных к электрическим характеристикам сигнала.

Классификация стабилитронов

В настоящее время выпускается широкий ассортимент стабилитронов, но вся их масса классифицируется по функциональным характеристикам и конструкции. В зависимости от параметров эти радиодетали делятся на следующие классы:

1. прецизионные;
2. двуханодные;
3. быстродействующие.

Прецизионные отличаются высокой точностью стабилизации напряжения. Отклонения стабилизированной разности потенциалов на выходе из указанного куска не превышают 0,0001%. Точность сильно зависит от срока службы прецизионного стабилитрона и температуры полупроводника. В этом смысле для этих радиодеталей введены нормы эксплуатации, которые необходимо постоянно контролировать в процессе эксплуатации оборудования.

Двуханодный стабилитрон выполняет функцию двух стабилитронов, включенных встречно-встречно. Это позволяет элементу обрабатывать сигналы и напряжения различной полярности с одинаковой эффективностью. Изготавливается такая радиодеталь в едином технологическом цикле, когда на кристалле кремния вырастают два противоположных p-n перехода, но, в принципе, роль двуханодной радиодетали могут выполнять и два дискретных стабилитрона, соединенных между собой катодами.

И, наконец, стабилитроны третьего типа, быстродействующие, отличаются пониженной барьерной емкостью, вследствие чего сокращается длительность переходных процессов, происходящих в полупроводнике. Эти радиодетали являются лучшим решением для работы с импульсными сигналами. Конструктивной особенностью этих элементов является малая ширина p-n перехода, что обеспечивается за счет применения специальной технологии легирования полупроводников.

Стабистор

Немного иначе работают радиодетали, называемые стабилизаторами, о которых мы говорили ранее. Они выполняют ту же функцию, то есть стабилизируют выходное напряжение, но являются низковольтными. Обычные стабилитроны не способны работать при малых разностях потенциалов. При напряжении до 3 вольт условия для лавинообразного или туннельного разрыва p-n перехода отсутствуют. Для стабилизации более низких напряжений прибегают к другому решению, а именно используют не обратное, а прямое смещение.

Установлено, что в сильно легированном p-n-переходе дырки и электроны рекомбинируют таким образом, что при значительном прямом токе наблюдается эффект стабилизации выходного напряжения на уровне 2,5-3 вольт. Это обуславливает ключевое технологическое различие между стабилитронами и стабилизаторами. Последние предназначены для работы только в низковольтных радиоцепях.

Применение стабилитронов и стабисторов

Хорошие стабилизирующие свойства стабилитронов и стабилизаторов определяют основную область применения этих радиодеталей — создание фиксированного питающего и опорного напряжения в различных электронных устройствах. Первыми по распространенности стоят стабилитроны, используемые в блоках питания. Использование этих специализированных диодов обеспечивает стабильные параметры выходного напряжения при упрощении схемы.

В источниках питания с повышенными требованиями к точности выходных характеристик используются прецизионные стабилитроны. Эти элементы устанавливаются в высокоточном измерительном оборудовании и аналого-цифровых преобразователях. Стабилитроны с двойным анодом используются в ограничителях перенапряжения. Эти радиодетали в реальных схемах часто комбинируют с импульсными диодами. Быстродействующие стабилитроны в сочетании с СВЧ-диодами применяются в аппаратуре, работающей на СВЧ-частотах: передатчиках, радарах и т д.

Основные параметры

1. Стабилизация напряжения;
2. Ток стабилизации;
3. Стабилизация дисперсионного напряжения;
4. Температурный коэффициент стабилизации напряжения;
5. Временная нестабильность напряжения стабилизации;
6. Дифференциальное сопротивление;
7. Минимальный ток стабилизации;
8. Максимальный ток стабилизации;
9. Рассеиваемая мощность;
10. Максимально допустимая температура тела;
11. Максимально допустимая температура перехода.