Стабилитроны и стабисторы: Общая информация. Стабистор обозначение на схеме

Стабилитроны и стабисторы, (параметры, обозначение, конструкции, применения).

Стабилитрон

Полупроводниковый стабилитрон — плоскостной кремниевый полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а егодифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей Ома до сотен Ом. Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов.

Основное назначение стабилитронов — стабилизация напряжения.

По конструкции стабилитроны всегда плоскостные и кремниевые.

Обычный стабилитрон

Двуханодный стабилитрон

Основная область применения стабилитрона —стабилизация постоянного напряжения источников питания. Впростейшей схеме линейного параметрического стабилизатора стабилитрон выступает одновременно иисточником опорного напряжения , и силовым регулирующим элементом. В более сложных схемах стабилитрону отводится только функция источника опорного напряжения, а регулирующим элементом служит внешний силовойтранзистор .

Основные параметры стабилитрона

Напряжение стабилизации Uст – напряжение на стабилитроне при заданном токе стабилизации.

Допускаемый разброс напряжения стабилизации от номинального ΔUст.ном. – максимально допустимое отклонение напряжения стабилизации от номинального для стабилитронов данного типа.

Дифференциальное сопротивление стабилитрона rст – отношениеприращения напряжения стабилизации к вызвавшему его маломуприращению тока в заданном диапазоне частот.

Температурный коэффициент напряжения стабилизации α ст – отношение относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном

токе стабилизации.

Полная емкость стабилитрона C – емкость между выводами стабилитрона при заданном напряжении смещения.

Стабистор

Стабистор — полупроводниковый диод, в котором для стабилизации напряжения используется прямая ветвь вольт-амперной характеристики (то есть в области прямого смещения напряжение на стабисторе слабо зависит от тока). Отличительной особенностью стабисторов по сравнению со стабилитронамиявляется меньшее напряжение стабилизации, которое составляет примерно 0,7 В. Последовательное соединение двух или трёх стабисторов даёт возможность получить удвоенное или утроенное значение напряжения стабилизации. Некоторые типы стабисторов представляют собой единый набор с последовательным соединением отдельных элементов.

Основная часть стабисторов — кремниевые диоды. Кроме кремниевых стабисторов промышленность выпускает и селеновые поликристаллические стабисторы.

Основные параметры стабисторов такие же, как у стабилитронов.

malishev.info

3.4. Стабилитроны и стабисторы

Стабилитроны – это полупроводниковые диоды, работающие в режиме управляемого лавинного пробоя. УГО стабилитрона приведено на рис. 3.5,а, его типичная ВАХ – на рис. 3.5,б. Стабилитроны изготавливают из кремния, обеспечивающего получение необходимой ВАХ. Германиевые диоды для стабилизации напряжения непригодны, так как пробой у них легко приобретает форму теплового, и ВАХ в этом случае имеет неустойчивый падающий участок.

При прямом напряжении на стабилитроне его ВАХ ничем не отличается от ВАХ обычного кремниевого полупроводникового диода, причем этот участок ВАХ обычно не используется. У стабилитронов используется участок ВАХ, соответствующий обратному напряжению на p-n-переходе. Обратный ток при некотором значении обратного напряжения, называемого пробивным, скачкообразно возрастает. Дальнейшее даже очень незначительное увеличение обратного напряжения приводит к резкому возрастанию обратного тока. В результате этого ветвь обратного тока ВАХ имеет излом и вслед за ним очень крутой линейный участок.

Основное применение кремниевых стабилитронов – стабилизация напряжения. Рассмотрим работу простейшего стабилизатора напряжения напримере схемы рис. 3.6. Схема стабилизатора, кроме собственно стабилитрона, содержит резистор Rд.

Для простоты рассмотрим работу схемы приRн=. Найдем напряжение на выходе схемы графическим методом (см. рис. 3.7),если напряжение на входе цепи Uвх = U1. Для нахождения решения проведем нагрузочную прямую из точкиU1в точкуI1=U1/Rд. Точка пересечения нагрузочной прямой и ВАХ стабилитрона (точкаА) является рабочей точкой и определяет ток в цепи и напряжения на элементах цепи. Из построения можно увидеть, что напряжение на стабилитроне (а следовательно, и на выходе стабилизатора) в рабочей точке равноUст, а ток через стабилитрон (иRд)Iд=Iст. Если входное напряжение по какой-то причине уменьшится и станет равнымU2, то нагрузочная прямая переместится параллельно самой себе и займет новое положение, проходя через токуU2. Новое положение нагрузочной прямой определит и новую рабочую точкуВ. Из построения видно, что изменение входного напряжения цепи на=U1– U2приводит к уменьшению тока через стабилитрон наiи уменьшению напряжения на стабилитроне наu. Это изменение тем меньше, чем круче ВАХ стабилитрона в области рабочей точки, т.е. чем меньше его дифференциальное сопротивление Rст =  u /  i.Выполнив несколько подобных построений для различныхUвх иRд,можно убедиться, что uзависит также от величиныRд. Производя геометрические построения, найдем

 u /  = Rст / (Rд+ Rст). (3.4)

Более подробно параметрические стабилизаторы на кремниевых стабилитронах рассматриваются в главе 24.

В справочной литературе не приводятся ВАХ стабилитронов, а приводится набор основных параметров. В этот набор обычно входят следующие параметры:

напряжение стабилизации(Uст) – падение напряжения на стабилитроне при протекании заданного тока стабилизации. Для различных стабилитронов это напряжение колеблется обычно в диапазоне от трех до двухсот вольт;

максимально допустимая мощность(Pмакс), рассеиваемая на стабилитроне. Обычно (при отсутствии дополнительного теплоотвода) эта мощность составляет сотни милливатт, но при специальной конструкции корпуса и использовании радиатора может быть повышена до 520 ватт;

максимальный ток стабилизации–Iст макс. Этот параметр полностью определяется двумя предыдущими.

;

минимальный ток стабилизации–Iст мин;

дифференциальное сопротивление(Rст), которое определяется при заданном значении тока на участке пробоя. У различных стабилитронов значение этого параметра колеблется в пределах от единиц до сотен ом;

температурный коэффициент напряжения стабилизации(TKU) – относительное изменение напряжения стабилизацииUстпри изменении температуры корпуса прибора на 1С.

Кроме обычных стабилитронов, промышленность выпускает так называемые двуханодные стабилитроны, представляющие собой два встречно включенных одинаковых стабилитрона. Такой стабилитрон можно включать в электрическую цепь в любом направлении или использовать для стабилизации и ограничения двухполярных напряжений. УГО такого стабилитрона показано на рис. 3.5,в.

Для уменьшения температурной зависимости напряжения стабилизации последовательно со стабилитроном включают дополнительный диод, так чтобы он препятствовал прохождению тока в прямом направлении и почти не изменял обратную ветвь ВАХ. Данные стабилитроны получили название прецизионных и выпускаются промышленностью в виде законченных компонентов, например 2С191 или КС211. У них дополнительно нормируется временная и температурная нестабильность напряжения стабилизации.

Для стабилизации низких напряжений разработаны и широко применяются специальные полупроводниковые диоды – стабисторы. Отличие их от стабилитронов в том, что они работают на прямой ветви ВАХ, т.е. при включении в прямом (проводящем) направлении. В качестве примера приведем параметры стабистора КС107А:

напряжение стабилизации 0,63 В при токе стабилизации 10 мА;

дифференциальное сопротивление 3 Ом при токе стабилизации 10 мА и температуре окружающей среды 25С;

минимальный ток стабилизации – 1 мА;

максимальный ток стабилизации – 100 мА;

максимальная рассеиваемая мощность – 125 мВт.

studfiles.net

Стабилитроны и стабисторы: Общая информация

Стабилитроном называют полупроводниковый диод, напряжение на обратной ветви ВАХ которого в области электрического пробоя слабо зависит от значения проходящего тока. Вольт-амперная характеристика стабилитрона приведена на рис. 2.5‑1. Как видно, в области пробоя напряжение на стабилитроне (\(U_{ст}\)) лишь незначительно изменяется при больших изменениях тока стабилизации (\(I_{ст}\)). Такая характеристика используется для получения стабильного (опорного) напряжения.

Рис. 2.5-1. Вольт-амперная характеристика стабилитрона

В стабилитронах могут возникать два вида электрического пробоя: туннельный (зенеровский) пробой — для диодов с \(U_{ст} > {5 В}\), лавинный пробой — для диодов с \(U_{ст} > 7 В\). В интервале 5...7 В возникает смешанный вид пробоя.

Независимо от напряжения стабилизации и существующего вида пробоя, в различной литературе (особенно в зарубежной) стабилитроны часто называют по имени первооткрывателя туннельного пробоя — зенеровскими диодами или просто зенерами (Zeners).

Существующие стабилитроны имеют минимальное напряжение стабилизации примерно до 3 В. Для получения меньшего напряжения стабилизации используется прямая ветвь ВАХ \(p\)-\(n\)-перехода (рис. 2.5‑2), а полупроводниковые приборы, реализующие такую функцию называются стабисторами. В области прямого смещения \(p\)-\(n\)-перехода напряжение на нем имеет значение 0,7...2 В и мало зависит от тока. В связи с этим стабисторы позволяют стабилизировать только малые напряжения (не более 2 В). Помимо кремниевых стабисторов, хорошие показатели реализуемы у приборов, изготовленных из селена (селеновые стабисторы).

Рис. 2.5-2. Вольт-амперная характеристика стабистора

Некоторые стабилитроны могут использоваться в импульсных режимах. Они применяются для стабилизации амплитуды импульсов, их ограничения, а также для защиты входов чувствительных устройств от перегрузок по напряжению. Такие стабилитроны называются импульсными стабилитронами.

Для применения в критически важных каскадах и измерительной аппаратуре разработаны специальные прецизионные стабилитроны. В этих приборах путем последовательного соединения двух или более \(p\)-\(n\)-переходов достигается высокая точность и устойчивость напряжения стабилизации к изменениям тока и температуры (\( {\alpha}_{U_{ст}} \leq {0,0005 \%/^{\circ} \operatorname{C}} \)).

Наряду со стабилитронами, имеющими несимметричную ВАХ, выпускаются двуханодные стабилитроны, имеющие симметричную ВАХ. Они применяются для двустороннего ограничения напряжения, могут использоваться так же и как опорные стабилитроны.

< Предыдущая Следующая >

www.club155.ru

Стабилитроны и стабисторы

Рабочим участком ВАХ полупроводникового стабилитрона является участок электрического пробоя (рис. 2.5). Обозначение стабилитрона и схема его включения показаны на рис. 2.6.

Напряжение стабилизации зависит от ширины p-n-перехода: чем меньше толщина, тем меньше Uст. Последняя величина, в свою очередь, определяется удельным сопротивлением полупроводникового материала. Наиболее подходящим материалом для изготовления стабилитронов является кремний.

Стабилитроны применяются в системах стабилизации напряжения и включаются в обратном направлении.

Прямая ВАХ стабилитрона имеет резкий излом, поэтому для стабилизации напряжений, равных 0,6…1 В, можно использовать эти диоды, включѐнные в прямом направлении. В этом случае их называют стабисторами.

Стабилитроны имеют следующие основные параметры:

напряжение стабилизации Uст;

— максимальный и минимальный допустимые токи

стабилизации

max

ст ,

min

ст ;

дифференциальное (динамическое) сопротивление

rg=∆Uст/∆Iст;

температурный коэффициент напряжения (ТКН), который показывает, на сколько процентов меняется величина ∆Uст при изменении температуры на 1оС. Стабилитроны имеют положительный ТКН, а диоды и стабисторы отрицательный.

I пр [mA]

I обр [mA]

Рис. 2.5. Вольтамперная характеристика стабилитрона

Исследуем свойства стабилитрона, включѐнного в схему

(рис. 2.6,а), используя уравнение нагрузочной прямой:

UП=IНRН+UСТ.

Ввиду того, что стабилитрон и резистор Rн включены последовательно, IН=IСТ. Для удовлетворительной работы схемы

ток стабилитрона не должен превышать пределов:

а б

Рис. 2.6. Стабилитрон: условное изображение (а), схема исследования стабилитрона (б)

Это условие ограничивает пределы изменения входного напряжения Uп, в которых обеспечивается постоянство выходного напряжения Uст=const. На рис. 2.5 различными значениями UП1, UП2 соответствуют рабочие точки 1,2.

Материал взят из книги Полупроводниковые приборы в системах транспортной телематики (Асмолов, Г.И.)

studik.net

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Стабистор

Cтраница 2

Основная часть стабисторов - это кремниевые диоды, отличающиеся от обычных выпрямительных диодов тем, что р-п-пе-реходы для стабисторов формируют в низкоомном кремнии. Это необходимо для получения меньшего объемного сопротивления базы и соответственно, меньшего дифференциального сопротивления стабистора. Сопротивление базы может влиять на значение дифференциального сопротивления стабистора, так как его p - n - переход при работе смещен в прямом направлении и имеет малое сопротивление. [16]

Основная часть стабисторов - это кремниевые диоды, отличающиеся от обычных выпрямительных диодов тем, что р-п-пе-реходы для стабисторов формируют в низкоомном кремнии. Это необходимо для получения меньшего объемного сопротивления базы и соответственно меньшего дифференциального сопротивления стабистора. Сопротивление базы может влиять на значение дифференциального сопротивления стабистора, так как его р-п-переход при работе смещен в прямом направлении и имеет малое сопротивление. [17]

Для изготовления стабисторов применяют кремний с относительно большой концентрацией примесей, что необходимо для получения меньшего дифференциального сопротивления. [19]

Отличительной особенностью стабисторов по сравнению со стабилитронами является меньшее напряжение стабилизации, которое определяется прямым падением напряжения на диоде и для кремниевых стабисторов составляет примерно 0 7 В. Такие цепочки из последовательно соединенных диодов монтируют в одном корпусе. [21]

Поэтому стабилитроны и стабисторы используют в стабилизаторах напряжения и тока. Участки характеристик, соответствующие режимам работы этих приборов в схемах, называют рабочими. Рабочие участки аб стабилитронов и вг стабисторов находятся соответственно на обратной и прямой ветвях характеристик. [22]

Перспективными являются также селеновые стабисторы. У одного из типов стабисторов с диаметром селеновой шайбы 7 2 мм, напряжение стабилизации при токах 0 5 - 2 ма составляет 0 75 0 05 в; динамическое сопротивление - около 50 ом. [23]

Для стабилитронов и стабисторов четвертый и пятый элементы определяют напряжение стабилизации, а шестой элемент - последовательность разработки с обозначением от А до Я. [24]

Разновидностью кремниевых стабилитронов являются стабисторы. В этих диодах для стабилизации низких напряжений ( до 1 В) используется прямая ветвь ВАХ р-п перехода. Для изготовления стабисторов используется сильнолегированный кремний, что позволяет получать меньшие значения сопротивления базы диода. Температурный коэффициент стабилизации стабисторов отрицательный и примерно равен - 2 мВ / К. [25]

Сначала выбирают стабилитрон ( стабистор), напряжение стабилизации которого t / cT возможно ближе к требуемому значению t / вьи. [26]

Для увеличения тока через стабисторы выводы 5 к6 следует замкнуть накоротко. [27]

Параллельное соединение стабилитронов и стабисторов не применяют, так как вследствие различия их сопротивлений ток распределится между ними неравномерно. В результате стабилитрон с меньшим сопротивлением окажется перегруженным и стабилизатор будет ненадежен в работе. [28]

Важным параметром стабилитронов и стабисторов является температурный коэффициент напряжения стабилизации ТКН ( дист / ДТ) ЮО, который показывает на сколько процентов изменится напряжение стабилизации ( AUCT) при изменении температуры ( ДТ) на 1 С. Этот параметр у стабилитронов с напряжением стабилизации более 6 В положительный, а менее 6В - отрицательный. Для уменьшения ТКН разработаны так называемые температурно-компенсированные прецизионные стабилитроны. В этих приборах путем последовательно соединенных двух или более р - n переходов с различным по знаку ТКН удается получить стабилитроны с ТКН не более 0.000 5 % / С в широком диапазоне температур. Такие стабилитроны применяются в ис - - точниках эталонного напряжения вместо нормальных элементов. Ряд стабилитронов используется в импульсных режимах и применяется для стабилизации амплитуды импульсов, их ограничения, а также для защиты входов чувствительных устройств от перегрузок по напряжению. Наряду со стабилитронами, имеющими несимметричную ВАХ, выпускаются двуханодные стабилитроны, имеющие симметричную ВАХ. Они применяются в качестве элементов для двустороннего ограничения напряжения и могут использоваться так же и как опорные стабилитроны. [29]

Из-за малого сопротивления базы стабистора изменение [ / Пр определяется зависимостью напряжения на р-п-переходе от температуры. Поэтому с ростом температуры 1 / ир стабистора уменьшается примерно на 2 мВ / С. [30]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Каталог товаров