Вольт-амперные характеристики и параметры полупроводниковых стабилитронов.

БРЕСТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет электронно-информационных систем

Кафедра ЭВМ и С

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТАБИЛИТРОНОВ

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

Цель работы.

Целью работы является изучение вольт-амперных характеристик и параметров полупроводниковых стабилитронов.

1.2. Подготовка и задание к работе.

- изучить методические указания к лабораторной работе, обратив внимание на особенности электропроводности полупроводниковых приборов, структуру и основные режимы работы стабилитрона.

- ознакомиться с работой установки для измерений ВАХ (измеритель параметров транзисторов и диодов Л2-76);

- снять вольт-амперные характеристики стабилитронов (напр.стаб. до30В и свыше 30В);

- определить основные параметры стабилитронов.

1. Назначение и особенности конструкции полупроводникового стабилитрона.

Стабилитроны и стабисторы – это полупроводниковые диоды , на которых напряжение сохраняется с определённой точностью при изменении протекающего через них тока в заданном диапазоне.

Полупроводниковый стабилитрон представляет собой плоскостной диод, выполненный из сильно легированного кремния. Для работы стабилитрона используется участок пробоя на обратной ветви вольт-амперной характеристики, в которой весьма малые изменения обратного напряжения вызывают резкие изменения обратного тока.

В случае большой концентрации примесей переход получается тонким и в нём возникает электрическое поле большой напряжённости, которое вызывает туннельный пробой. При меньшей концентрации примесей и соответственно при большей толщине перехода характер перехода меняется на лавинный. Величина напряжения пробоя непосредственно связана с удельным сопротивлением материала. Чем выше степень легирования, тем меньше пробивное напряжение. В высоковольтных стабилитронах переход имеет значительную ширину и лавинный пробой в них начинается раньше, чем напряженность поля достигнет пеличины. Необходимой для пробоя полем, т.е. туннельного. В широком диапазоне напряжений (от 8 до 200В) пробой в стабилитронах является лавинным. В области от 6 до 8В пробой определяется действием как лавинного, так и туннельного механизмов. При напряжениях ниже 6В можно считать, что лавинный механизм пробоя уже не действует и существует только туннельный пробой.

Вольт-амперные характеристики и параметры полупроводниковых стабилитронов.

Зависимость постоянного тока через полупроводниковый стабилитрон от напряжения, или вольт-амперная характеристика обычно имеет вид, показанный на рис.1, приложения.

Следует отметить, что стабилитрон присоединяют параллельно нагрузке Rн , а последовательно с ним включают резистор R ст. Резистор ст является принципиальным элементом схемы. Без него схема принципиально не может выполнять функции стабилизатора. При изменении величины тока , протекающего через резистор, падение напряжения на нем меняется так, что выходное напряжение оказывается стабилизированным. Причиной изменения тока может быть как изменение напряжения источника питания, так и изменение сопротивления нагрузочного резистора. Схема включения стабилитрона на рис.2 приложения.

Параметрами стабилитронов являются: напряжение стабилизации U ст; дифференциальное сопротивление в рабочей точке R д = U / I , характеризующее степень стабилизации, статическое сопротивление в рабочей точке R с = U\ I, коэффициент качества Q = R д \ Rс и температурный коэффициент напряжения стабилизации ТКН, равный отношению относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению температуры окружающей среды; ТКН определяется в процентах на один градус С.