Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 7
Текст из файла (страница 7)
(У.с. В 13 билитролы :,-''!.'-$ 2 11414В Дз14А КС1бб ют!зз — т-:-тс ф, С~вбили ролы — — -- т=11С'С ,"т",!'~р11с,13. баематымеьос лтебражелле стабклитроков 1а1 и их вольт-амлеркые характеристики 1б1 ЗЗ Риэскл!. Элементы электронной техники Рнс. З.б. Схема вяллуленвя стабнлкярона (а) к шъбвстора (б) Ркс, Эл, Зааксвмостя темперахурко~о яоэффкввенса от напряжения с1абвлнэапвв Иногда для стабилизации напряжения используют прямое падение напряжение на диоде. Такие приборы в отличие от стабилитронов назывгнот сглабислшрами.
В области прямого смещения р-и-перехода напряжение на нем пмее~ значение 0,7...2 В и мало зависит от тока. В связи с этим стабисгоры позволяют стабилизировать только малые напряжения (не более 2В). Для ограничения тока через стабистор последовательно с ним также включают сопротивление. В отличие от стабилитронов при увеличении температуры напряжение на стабисторе уменьшается. так как прямое напряжение на диоде имеет отри**,ательный 7лН. Схема включения стабилитрона приведена на рис.
3.6 а. а стабнстора на рис. 3.6 б. Приведенный выше характер температурной зависимости напряжения стабилитронов обусловлен различным видом пробоя в них. В широких переходах при напряженности поля в них до 5.10'В/см имеет место лавилныи пробок. Такой пробой при напряжении на переходе > 6 В имеет положительный температурный коэффициент. В узких переходах при большой напряженности электрического поля (более 1,4.10'В) наблюдается пробой, который называется эелсролглтм: Такой пробой имеет место при низком напряжении на переходе (менее 5В) и характеризуется отрицательньям температурным коэффициентом. При напряженки на переходе от 5 до 6В одновременно суецес куют оба ' вида пробоя, поэтому температурный об'Р коэффициент близок. к нулю Графкк зависимости температурного коэффициента ТКНм от напряжения сэаов- 0,04 лизации Сl, приведен на рис.
3 7 Основными параметрами стабк- литронов являются: 0 5...6 иео В напряжение стабилизации (I, температурный коэффициент лалря- 0,04 жения елабилизацин ТКН„,; ° допустимый ток к-:роз стабилитроа " 7е:а~ дифференциальное сопротивление сгабилитропа г,, ,.' Отиса! ! . Оспквт!ькыс ткпь! баюл)пров!!лк!!КОБыл вколов Х,, — бх В ,' Р!к Зх,' Л;о!свр! авве!вя х!овв!сректкх, ствбкяктр кв !в) о с!о:скв век!с!ем!я Ге! Г~:~!','! Кро!!е те!ее, ю;я импульсных стабилитропов нормируется время включения ,.~-„:.".явйбе!лизрОпз !в.,.
й тр1я лв!хстО)!Онних стабилитронов нпрмирустся несимме!ри'! :-„:~'-;-'')!Ость Напряжении сгабилизави!и М:",.= бтсо ~У, ° ',)1:;,::; 'ДКЯ;ере!Ге)!Гсмьвере ее!!у!о!Но!и!неее !таей!О!итре!Ге! .-- зто параметр, который ;,":::::Характер!Г!уе. Наклон вольт-амиерпой характеристики в области пробоя На рис -!'„1 афа прплелснй ли!К!йрнзоваиийя характеристика стйбилитронй. с Немотные кото "Г;:,;;'Рса МОжв ОПРОяв:Лнтк ЕГО ДнффЕРЕНЦИаЛЬПОЕ СОПРО!ИВЛЕНПЕ И ПОСТРОИТЬ СХЕМУ т зим )-, р -.! у !!.р - 3.8. Испеки,.уя приьсленпуео н;! рис. 3.В б схем) !ам!Клепик, можно расс Гитйть 4 .'=,!';:::~!Осте!!нп!!3 с!аб!!лизетте!р напряжения„и юбражспный на рис. 3.9 а. Заменяя " -'Стабиле!трети с!о схсмои заме!пения., получим расчстну!о схему, изоораженпуво на Г рвс.3.9б Для юпй схемы можно иапнса!ь систему уравпс!Оой !и„с=Д,.
Ч„)й,- б),.„ ',б:,.,=и„, ~„п Г3.9) вв) В рсзуль" те ре!Сепия системы урарлюпий Г3.9) получим напряжение на выхо- "„:~'*',,хе СГас1!лиза Гора л то ГЕ, )Зйб) 'О!к)Е !во Г.'„.хб!!., '1 ОК Н!П руха!" 'вв а! !3) !))б ф:::. Р!я 1 О т хскв;!Го!хелмс стыя! ~квв!о!хв кворяяеекся !в! к Оо схскв ммск!Оыя !б) Разде~! Элементы злекг анной техники Подставив значение 1„, получим окончательно (3.11) Из выражения (3.11) следует, что выходное напряжение стабилизатора зави- сит от напряжения на входе стабилизатора (7,„„сопротивлений нагрузки 11„и ог- раничения тока 71„ а также параметров стабилитрона (7„ и г,, Условное обозначение стабилитрона включает: материал полупроводника (К вЂ” кремний); обозначение подкласса стабилитронов (букву С); цифру, указы- вающую на мощность стабилитрона; две цифры, соответствующие напряжению стабилизации, и букву, указывающую особенность конструкции или корпуса.
1 Например, стабилитрон КС168А соответствует маломогцному стабилитрону (ток менее 0.3 А) с напряжением стабилизации 6,8 В, в металлическом корпусе. Кроме стабилизации напряжения стабилитроны также используются для ог- раничения импульсов напряжения и в схемах защиты различных элементов от повышения напряжения на них. Туллельлые диоды. Туннельный эффект заключается в туннельном прохожде- нии тока через р-и-переход. При этом ток начинает проходить через переход при напряжении, значительно меньшем контактной разности потенциалов.
Достигает- ся туннельпый эффект созданием очень тонкого обедненного слоя, который в тун- нельном диоде достигает 0,01 мкм. При таком тонком обедненном слое в нем даже при напряжении 0,6...0,7В напряженность поля достигает (5...7) 1О'В/см. При этом через такой узкий р-л-переход протекает значительный ток. Этот ток проходит в обоих направлениях, только в области прямо~ о смеще- ния ток вначале растет, а достигнув значения 7.,„„при напряжении (7ь затем до- вольно резко убывает до 7„;„при напряжении (/ь Снижение тока связано с тем, что с ростом напряжения в прямом направлении уменьшается число электронов, способных совершить туннельный переход.
При напряжении К число таких элек- тронов становится равным нулю и туннельный ток исчезает. При дальнейшем повышении напряжения выше (7, прохождение прямого тока такое же, как у обычного диода, и определяется диффузией. Ввиду очень малой толщины слоя Р-л-перехода время перехода через него 1 очень мало (до 10 ". 10 "с), поэтому туннепьный диод — практически безынерци- онный прибор В обычных же диодах электроны проходят через переход благода- ря диффузии, т. е. очень мелленно.
Вольт-амперная характеристика ~уннельного диода приведена на рис. 3.10 а, а его схематическое изображение — — на рис. 3.10 6, На вольт-амперной характеристике туннельного диода можно выдели~ь три основных участка: начальный участок роста тока от точки 0 до 7„,.„„участок спа- да тока от 7„,„, до 1„„„и участок дальнейшего роста тока от 7,...„.
Очевидно, что спадающий участок, на котором положительному приращению напряжения Л(7>0 1 соответствует отрицательное приращение тока М имеет отрицательное сопротив- ление (или отрицазельную проводимосгь -с '). Схема замещения туннельного диода в выбранной рабочей точке на участке отрицательного сопротивления для малого сигнала имеет вид, приведенный на рис. 3.10 в. На этой схеме С вЂ” общая емкость диода в точке минимума вольт- Зб Леггггия 3 Специальные типы полупроводниковых диодов а) /~ б) в) '~;"; ' '-'Раа Ь10.
Во а*г амнерная характеристика туннельного лиона 1а), его схематическое наобрагкснве гбх н схема замещения 1а) амперной характеристики, -С вЂ” - отрицательная проводимость на падающем участке, га -- последовательное сопротивление потерь, Ь вЂ” индуктивность выводов Схема генератора на туннельном диоде приведена на рис. 3.11 а В этой схеме тузгггельньгй триод ТД включается последовательно с нагрузкой и источником ","";::,;,',.постоянного напряжения Е. Дня возникновения колебаний в этой схеме необходимо выполнить два условия. Первое условие состоит в том, чтобы напряжение 'йьточника Е обеспечивало нахождение рабочей точки ТД на участке отрицательг",.г,лого сопротивления (падающем участке).
Второе условие заключается в том, чтобы отрицательное сопротивление ТД было больше положительного сопротивления нагрузки гг„(т. е. 1/б>Е„) На рис. 3! 1 б показано, как нужно выбирать напряжение источника питания Е 'г'.":,-';; - при заданном сопротивлении нагрузки й„. На осях вольт-амперной характеристики ТД откладываются две точки. На оси напряжения откладывается напряжение :;;: Всточаика питания Е, что соотвествует напряжениго на диоде при закороченной лагрузке й,„а на оси тока откладывается ток Е/Еа„что соответствует закороченному ТД. Эти две точки соединяются прямой линией, которая называется нагрузочной. Пересечение линии нагрузки Е„с вольт-амперной характеристикой ТД соотвегствует их одинаковому току (что необходимо при последовательном их ",„'-- соединении) и определяет положение рабочей точки Как видно из рис.
3.11 б, рабочая точка на падающем участке может быть 'обеспечена двумя способами проведения нагрузочной линии. Нагрузочная пгник 1, проведенная через точки Е, и Е,/К„н пересекает вольт-амперную характег':::,':рясгику ТД в трех точках А, В и С. Очевидно, что при подключении питания к фк ",,",::.':,.схеме первой будет рабочая точка А, в которой сопротивление ТД положительное р':, я, следовательно, генерации не будет, Разс2е221. Элементы злект онной техники а) с2 2! 2 с! яв! сус с!2 Е; Е! Сл Рис. к2!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
