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.