Стабілітрони

4. Основні параметри  та характеристики.

    4.1. Вольт-амперна характеристика. Для графічного представлення залежності струму від зміни прикладеної до p-n переходу напруги використовують вольт-амперну характеристику (ВАХ). Вона є однією з найважливіших характеристик для всіх напівпровідникових діодів. При цьому стабілітрон не є виключенням. ВАХ стабілітрона зображено на рисунку 4.1.1.

Рисунок 4.1.1 – ВАХ стабілітрона

    При аналізі схем, що містять стабілітрони, досить зручно використовувати схему  заміщення стабілітрона. Це дозволяє спростити розрахунки, при цьому забезпечуючи необхідну точність. Один з варіантів схеми заміщення і відповідно її ВАХ зображено на рисунку 4.1.2.

      а) б)

Рисунок 4.1.2 – схема заміщення кремнієвого  стабілітрона і ВАХ для неї. 

    Для правильного та успішного конструювання схем обов’язковим є гарне знання основних параметрів стабілітрона і розуміння їх фізичної суті. Основними параметрами стабілітрона, які і визначають його здатність працювати в заданих умовах є наступні:

    4.2. Пробивна напруга p-n переходу. Цей параметр є одним із найважливіших для стабілітрона. Якщо напруга запалювання газонаповнених стабілітронів тліючого розряду лежить в межах 70 – 160 В і отримати менші напруги практично неможливо, то у випадку кремнієвих стабілітронів найменше значення пробивної напруги виявляється рівним 4 – 5 В.

    Збільшуючи  питомий опір кремнію, можна також  значно збільшити пробивну напругу  стабілітрона (до кількох сотень вольт). Однак зміна пробивної напруги  за рахунок зміни питомого опору  кремнію призводить також до зміни динамічного опору ділянки АВ (рисунок 4.1.2) вольт-амперної характеристики. Найменшу величину динамічний опір має при значеннях пробивної напруги 6 – 15 В. Для отримання більш високих напруг стабілізації іноді буває вигідним не збільшувати питомий опір кремнію, а використовувати послідовне включення кількох стабілітронів.

    4.3. Максимально допустимий  зворотній струм. У різних типів кремнієвих стабілітронів може відрізнятися. Він може значно перевищувати величину струму через стабілітрони тліючого розряду. Наприклад в промисловості виготовляються стабілітрони з допустими значеннями струму в 3 – 5 А.

    Величина  максимально допустимого зворотного струму визначається значеннями пробивної  напруги стабілітрона та його максимальною розсіюванню потужністю.

      визначається  по формулі:

    Де та  - значення струму та динамічного опору відповідно у заданій на точці ВАХ.

    4.4. Тепловий опір  стабілітрона. Цей параметр характеризує зміну температури стабілітрона при зміні розсіюваної на ньому потужності. Формула для визначення теплового опору має вигляд:

    Тепловий  опір стабілітрона визначається його конструкцією. Впливом електричного режиму на величину теплового опору  можна знехтувати.

    4.5. Температурний коефіцієнт напруги. Зміна температури стабілітрона призводить до зміни напруги на ньому (при незмінному струмі). Тож таку зміну напруги викликану зміною температури на 1°С називають температурний коефіцієнт напруги. 

    Ці  параметри є визначальними і їх треба обов’язково враховувати для правильного вибору режиму роботи стабілітрона