Параметры стабилитрона
Наиболее важными параметрами стабилитрона являются следующие:
1. Напряжение стабилизации - значение напряжения на стабилитроне при протекании через него заданного (номинального) тока стабилизации. Напряжение пробоя, т.е. и напряжение стабилизации зависит от толщины p – n перехода или удельного сопротивления базы (см.(2.1)). Чем выше степень легирования базы, тем меньше ее удельное сопротивление, и тем ниже будет напряжение стабилизации.
2. Максимально – допустимая мощность рассеяния , стабилитрона при комнатной температуре:
(2.5)
где: - максимальный ток стабилитрона, - номинальное напряжение стабилизации. По величине стабилитроны делятся на три группы:
- стабилитроны малой мощности Вт;
- стабилитроны средней мощности Вт;
- стабилитроны большой мощности Вт;
3. Минимальный и максимальный токи стабилизации (рис.4).Эти токи ограничивают область вольт – амперной характеристики стабилитрона, в которой он способен выполнять свои функции при обеспечении заданной надежности работы.
Начало рабочего участка ВАХ в точке А (рис.4), которой и соответствует значение тока . При меньших значениях тока дифференциальное сопротивление стабилитрона еще велико и зависит от величины тока достаточно резко. Кроме того, в стабилитронах с лавинным пробоем при меньших токах процесс ударной ионизации крайне неустойчив, поэтому в выходном сигнале возникают значительные шумы. Они исчезают, когда процесс ударной ионизации становится устойчивым, т.е. при токах, больших, чем . У маломощных стабилитронов может быть 1…5 мА.
Точка B на ВАХ стабилитрона ограничивает рабочий ток по величине сверху и соответствует току ; Этот ток определяется значением максимально допустимой мощности рассеяния (см.(2.5)):
(2.6)
Превышение тока над приводит к разогреву p – n перехода, к лавинному пробою добавляется тепловой, ток растет еще быстрее и стабилитрон выходит из строя.
Значение для разных типов стабилитронов может лежать в пределах от 10 мА до 2 А.
4. Дифференциальное сопротивление стабилитрона , находится как:
(2.7)
и определяет тангенс угла наклона обратной ветви ВАХ к оси тока. В рабочей области ВАХ (участок AB) практически линейна, поэтому дифференциальное сопротивление можно находить как:
(2.8)
Значение - изменяется от долей Ома до десятков Ом для различных типов стабилитронов. Если же , то дифференциальное сопротивление резко возрастает, поэтому при таких токах стабилитрон перестает выполнять свои функции.
Значение определяет качество стабилитрона. Чем меньше изменения напряжения стабилизации при заданном изменении тока стабилитрона , тем выше качество стабилитрона.
5. Статическое сопротивление или сопротивление стабилитронапостоянному току в рабочей точке определяется:
(2.9)
6. Добротность стабилитрона определяют как
(2.10)
Из рис.4 видно, что , поэтому . Чем больше это отношение, тем лучше стабилизирующее действие прибора. Как правило, .
7. Температурный коэффициент напряжения стабилизации (ТКН) указывает влияние температуры окружающей среды на напряжение стабилизации:
; [%/ ], (2.11)
где: - отклонение напряжения стабилизации от номинального при изменении температуры на .
Из (2.11) следует, что определяется отношением относительного изменения напряжения стабилизации ( ) к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном токе стабилизации.
Типичный график зависимости от напряжения стабилизации показан на рис.5. Как видно из графика ТКН изменяется по величине и знаку, что объясняется различными механизмами пробоя, обсужденными в п.2.2.1.
У стабилитронов с пробоем лавинного типа . Для компенсации температурного дрейфа напряжения стабилизации используют последовательное включение с основным стабилитроном одного или нескольких диодов в прямом направлении, прямые ветви ВАХ которых имеют отрицательный ТКН. Таким образом суммарный ТКН может быть сведен практически к нулю. Например, в прецизионных стабилитронах Д818 и КС191 используют три последовательно соединенных p – n перехода, размещенных в одном корпусе. Один из них включен в обратном направлении и работает как стабилизирующий, а два других, компенсирующих, - в прямом. У них ТКН очень мал:
Дата добавления: 2016-11-04; просмотров: 7625;