ПП стабилитрон – это кремниевый диод, работающий в режиме электрического пробоя и предназначенный для стабилизации напряжения, простейшая схема которого приведена на рисунке 23. В нем используется свойство обратно включенного p-n перехода отраженное на ВАХ (рисунок 24) этого прибора.
Стабилизация – поддержание какого-то уровня неизменным. По конструкции стабилитроны всегда плоскостные и кремниевые. Принцип действия стабилитрона основан на том, что на его вольтамперной характеристике имеется участок, на котором напряжение практически не зависит от величины протекающего тока.
Рисунок 23- Простейшая схема включения стаблитрона
Резистор Ro задаёт ток через стабилитрон таким образом, чтобы величина тока была близка к среднему значению между Iст.min и Iст.max. Такое значение тока называется номинальным током стабилизации. Принцип действия. При уменьшении входного напряжения ток через стабилитрон и падение напряжения на Ro может уменьшаться, а напряжения на стабилитроне и на нагрузке останутся постоянными, исходя из вольтамперной характеристики. При увеличении входного напряжения ток через стабилитрон и URo увеличивается, а напряжение на нагрузке всё равно остаётся постоянным и равным напряжению стабилизации. Вывод: стабилитрон поддерживает постоянство напряжения при изменении тока через него от Iст.min до Iст.max.
Основные параметры стабилитронов:
- Напряжение стабилизации Uст.
- Минимальное, максимальное и номинальное значение тока стабилизации Iст.min, Iст.- max, Iст.ном. (смотрите рисунок 24).
- ΔUст. – изменение напряжения стабилизации.
- Дифференциальное сопротивление на участке стабилизации:
- Температурный коэффициент стабилизации
Рисунок 24 – ВАХ стабилитрона
Стабилитроны, предназначенные для стабилизации малых напряжений, называются стабисторами. Стабисторы – для стабилизации напряжения менее 3В, и у них используется прямая ветвь ВАХ (смотрите рисунок 25).
Рисунок 25 - ВАХ стабистора
Применяются стабисторы в прямом включении.
Обычно в качестве полупроводника для изготовления стабисторов применяют селен. Стабисторы используют для стабилизации постоянного напряжения, величиной от долей до нескольких вольт. Для увеличения напряжения пробоя стабисторы часто включают последовательно.
Варикапом называется полупроводниковый диод, у которого в качестве основного параметра используется барьерная ёмкость, величина которой варьируется при изменении обратного напряжения. УГО варикапа представлено на рисунке 26. Следовательно, варикап применяется как конденсатор переменной ёмкости, управляемый напряжением.
Рисунок 26 – УГО 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 вольт- фарадная характеристика С=f(Uобр) (рисунок 27).
Рисунок 27 – Вольт-фарадная характеристика
Основные параметры варикапов:
- Максимальное, минимальное и номинальное значение ёмкости варикапа
- Коэффициент перекрытия - отношение максимальной ёмкости к минимальной.
- Максимальное рабочее напряжение варикапа.
Изменение емкости варикапа зависит от температуры окружающей среды.
Варикапы применяются в схемах автоматической подстройки частоты, частотной модуляции, в параметрических усилителях.