Вольт-амперная характеристика — стабилитрон

Типовая схема защиты электроизмерительного прибора от перегрузки с помощью полупроводникового стабилитрона.

Типовая схема защиты электроизмерительного прибора с помощью полупроводникового стабилитрона приведена на рис. 1 — 23, а на рис. 1 — 24 показана типичная вольт-амперная характеристика низковольтного кремниевого стабилитрона, причем наиболее интересные участки характеристики показаны в более крупном масштабе. В прямом направлении вольт-амперная характеристика стабилитрона практически не отличается от прямой ветви характеристики любого кремниевого диода. Обратная ветвь характеристики стабилитрона имеет резкий перелом, который объясняется наступлением пробоя.

Важными параметрами стабилитронов являются максимальный и минимальный допустимые токи стабилизации / ст макс и / ст мин. Эти величины ограничивают область вольт-амперной характеристики стабилитрона, которая может быть использована для стабилизации напряжения при условии обеспечения з-аданной надежности работы прибора.

Структурная схема стабилизированного источника напряжения.| Вольт-амперная характеристика ( о и схема включения ( б стабилитрона.

Для построения источника опорного напряжения на основе ОУ могут быть использованы резистор-ный делитель, батарея — или стабилитрон. Последний применяется чаще всего, так как имеет меньшие габаритные размеры, чем любая батарея, и обеспечивает лучшую стабильность опорного напряжения, чем любой ре-зисторный делитель. Вольт-амперная характеристика стабилитрона ( рис. 6.2 а) не параллельна оси тока в рабочей области стабилитрона, поскольку его динамическое сопротивление ст Д ст / Л / ст конечно и примерно равно 10 Ом. Сопротивление гст образует с нагрузкой Rn делитель ( рис. 6.2 6), уменьшающий выходное напряжение t / вых.

Кремниевые вентили, для которых рабочим режимом является электрический пробой их электронно-дырочного перехода при обратном напряжении [ / крит, могут выполнять функции опорных диодов или стабилитронов. В этом режиме при изменении пропускаемого тока от / мга до / гакс ( рис. 3 а) напряжение на диоде практически не изменяется. Участок а-б вольт-амперной характеристики стабилитрона используется для стабилизации напряжения.

Полупроводниковые стабилитроны, работающие в режиме пробоя р-п перехода, можно успешно использовать в качестве стабилизаторов напряжения. Различные типы стабилитронов имеют номинальные напряжения пробоя от 2 4 до 200 В с допустимым отклонением 5 — 20 % номинального значения. В стабилизаторах этого типа используется нелинейное свойство вольт-амперных характеристик стабилитронов, а именно свойство сохранять почти постоянным напряжение при изменении тока через прибор, при этом изменяется сопротивление стабилитрона по постоянному току, определяемое как результат деления напряжения пробоя на ток, протекающий через стабилитрон. Так как напряжение почти постоянно, то сопротивление уменьшается с ростом тока и, напротив, увеличивается, если ток уменьшается.

Лавинный и туннельный пробои используются в специальны приборах — стабилитронах, предназначенных для стабилизации напряжения между узлами подключения. На рисунке приведен увеличенный фрагмент характеристики, позволяющий определить дифференциальное сопротивление стабилитрона rCf Д ( / СТ / Д / С, как раз и характеризующее постоянство напряжения на стабилитроне при изменении тока через него. Для большинства приборов сопротивление гс достаточно мало, от единиц ом до нескольких десятков ом. На рис. 3 — 4, б приведено условное изображение стабилитрона в схемах и показана полярность прикладывав мого напряжения. Прямая ветвь вольт-амперной характеристики стабилитрона ничем не отличается от характеристики обычного диода.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика