Классификация стабилитронов: 9 Классификация полупроводниковых диодов, стабилитронов, стабисторов, оптоэлектронных приборов

9. Построить проекции треугольника АВС по координатам его вершин: А (25; 30; 30), В (0; 5; 30), С (25; 5; 0). Охарактеризовать

Черчение

Индий и его соединения           _________________   И или 4

2-й элемент. Подкласс полупроводниковых приборов.

Выпрямительные, импульсные диоды, магнитодиоды, термодиоды  ________  Д

Варикапы   ________________________________________________ ________  В

Тиристоры диодные (динисторы)  _____________________________________  Н

Тиристоры триодные (тринисторы)  ____________________________________ У

Туннельные диоды  __________________________________________________ И

Стабилитроны, стабисторы и ограничители  _____________________________ С

Выпрямительные столбы и блоки  ______________________________________Ц

Генераторы шума  ___________________________________________________ Г

Приборы с объемным эффектом (диоды Ганна) __________________________  Б

Стабилизаторы тока _________________________________________________  К

СВЧ-диоды  ________________________________________________________ А

Излучающие оптоэлектронные приборы ________________________________ Л

Оптопары _________________________________________________________   О

3-й элемент.   Цифра назначения прибора.

Диоды выпрямительные, с прямым током, А менее 0,3  ___________________ 1

————«»————- от 0,3А до 10А __________________________________ 2

Диоды прочие (магнитодиоды, термодиоды) ____________________________ 3

Диоды импульсные, со временем восстановления обратного сопротивления, более 500 нс. ____________________________________________________________ 4

———-«»———— от 150 до 500 ______________________________________ 5

от 30 до 150 _______________________________________________________  6

от 5 до 30 _________________________________________________________  7

от 1 до 5 __________________________________________________________  8

С эффективным временем жизни не основных носителей заряда менее 1нс. __ 9

СВЧ-диоды:

Смесительные ______________________________________________________ 1

Детекторные _______________________________________________________ 2

Усилительные ______________________________________________________ 3

Параметрические ___________________________________________________  4

Переключающие и ограничительные ___________________________________ 5

Умножительные и настроечные _______________________________________ 6

Генераторные ______________________________________________________ 7

Импульсные _______________________________________________________ 8

Туннельные диоды:

Усилительные ______________________________________________________1

Генераторные ______________________________________________________ 2

Переключающие ____________________________________________________3

Обращенные _______________________________________________________ 4

Генераторы шума:

Низкочастотные ____________________________________________________ 1

Высокочастотные ___________________________________________________ 2

Варикапы:

Подстроечные ______________________________________________________ 1

Умножительные (варакторы) _________________________________________  2

Стабилитроны, стабисторы и ограничители с напряжением стабилизации, В мощностью менее 0,3 Вт:

Менее 10 ___________________________________________________________ 1

От 10 до 100 ________________________________________________________ 2

Более 100 ___________________________________________________________3

Мощностью от 0,3 до 5 Вт:

Менее 10 ___________________________________________________________ 4

От 10 до 100 ________________________________________________________ 5

Более 100 __________________________________________________________  6

Мощностью от 5 до 10 Вт:

Менее 10 ___________________________________________________________ 7

От 10 до 100 ________________________________________________________ 8

Более 100 ___________________________________________________________9

Выпрямительные столбы с прямым током, А:

Менее 0,3 ___________________________________________________________ 1

От 0,3 до 10 _________________________________________________________ 2

Выпрямительные блоки с прямым током, А:

Менее 0,3 ___________________________________________________________ 3

От 0,3 до 10 _________________________________________________________ 4

Источники инфракрасного излучения:

Излучающие диоды __________________________________________________ 1

Излучающие модули _________________________________________________ 2

Приборы визуального представления информации:

Светоизлучающие диоды _____________________________________________ 3

Знакосинтезирующие индикаторы _____________________________________  4

Знакосинтезирующее табло ____________________________________________5

Шкалы _____________________________________________________________ 6

Экраны ____________________________________________________________  7

Оптопары:

Резисторные ________________________________________________________ Р

Диодные ___________________________________________________________ Д

Тиристорные _______________________________________________________  У

Транзисторные ______________________________________________________ Т

4-й, 5-й элементы определяет порядковый номер разработки технологического типа и определяются числами от 01 до 99.

Для стабилитронов и стабисторов 4-й и 5-й элементы определяют напряжение стабилизации, а 6-й – последовательность разработки с обозначением от А до Я.

6-й элемент – буква (от А до Я, кроме 3, 0, 4) – определяет классификацию (разбраковку) по параметрам приборов, изготовленных по единой технологии.

Дополнительные элементы обозначения:

—         Для наборов приборов, не соединенных электрически или соединенных по одноименному выводу, добавляется буква С, после 2-го элемента обозначения.

—          Для СВЧ-приборов добавляется буква Р после последнего элемента обозначения.

—          Для обозначения импульсных тиристоров после 2-го элемента обозначения ставится буква И.

—          Для безкорпусных приборов после условного обозначения (через дефис) добавляется цифра, показывающая конструктивное исполнение (модификацию)

1 – с гибкими выводами без кристаллодержателя (подложки).

2 – с гибкими выводами на кристаллическом держателе (подложке).

3 – с жесткими (объемными) выводами без кристаллодержателя (подложки).

4 – с жесткими выводами на подложке.

5 – с контактными площадками без кристаллодержателя (кристаллы без выводов).

6 – с контактными площадками на кристаллодержателе (кристаллы без выводов)

Пример:  КД215А – кремниевый выпрямительный диод (0,3А<I_ПР≤10А), предназначенный для устройств широкого применения, номер разработки 15, группа А.

2ДС523Г – набор кремниевых импульсных диодов, предназначенных для устройств специального назначения, с временем установления обратного сопротивления от 150 до 500нс; номер разработки 23; группа Г.

АН310Б – 2 – арсенид — галлиевый переключательный безкорпусный туннельный диод с гибкими выводами на кристаллодержателе, предназначенный для устройств широкого применения; номер разработки 10; группа Б.

Начиная с 1973г., полупроводниковым приборам присваивались обозначения в соответствии с ГОСТ 10862-72. Обозначения состоят из 6-ти элементов:

1-й элемент – буква или цифра, обозначающая исходный материал.

Германий или его соединения ____________________________________ 1 или Г

Кремний или его соединения _____________________________________ 2 или К

Арсенид галлия ________________________________________________  3 или А

2-й элемент – буква, характеризующая подкласс приборов.

Диоды ________________________________________________________  Д

Выпрямительные столбы и блоки _________________________________  Ц

Диоды СВЧ ____________________________________________________ А

Варикапы ____________________________________________________  В

Диоды туннельные и обращенные ________________________________ И

Тиристоры диодные ____________________________________________ Н

Тиристоры триодные ___________________________________________ У

Излучатели ___________________________________________________  Л

Генераторы шума ______________________________________________  Г

Диоды Ганна __________________________________________________  Б

Стабилизаторы тока ____________________________________________  К

3-й элемент – число, указывающее назначение и качественные свойства прибора.                 

4-й и 5-й элементы – порядковый номер разработки технологического типа. Присваиваются цифры от 01 до 99, кроме стабилитронов.

Диоды  (подкласс Д):

Выпрямительные малой мощности (I_ПР ≤ 0,3А) ________________ от 101 до 199

Выпрямительные средней мощности (0,3А ≤ I_ПР ≤ 10А) ________ от 201 до 299

Для магнитодиодов и термодиодов _________________________________ 3

Универсальные (f ≤1ГГц) __________________________________ от 401 до 499

импульсные:

Импульсные (t_{ВОССТ.ОБР.СОПР}. >150нс) __________________________от 501 до 599

Импульсные (30нс < t_{ВОССТ.ОБР.СОПР.}≤ 150нс) ___________________ от 601 до 699

Импульсные (5нс < t_{ВОССТ.ОБР.СОПР.}≤ 30нс) _____________________от 701 до 799

Импульсные (1нс < t_{ВОССТ.ОБР. СОПР.}≤ 5нс) ______________________от 801 до 899

Импульсные (t_{ВОССТ.ОБР.СОПР.}≤ 1нс) ___________________________ от 901 до 999

Сверхвысокочастотные  (подкласс А):

Смесительные ______________________________________________________ 1

Детекторные _______________________________________________________ 2

Параметрические ___________________________________________________ 4

Регулирующие (переключательные, ограничительные и модуляторные) _____ 5

Умножительные ____________________________________________________ 6

Генераторные ______________________________________________________ 7

Варикапы  (подкласс В):

Подстроечные _____________________________________________________  1

Умножительные (варакторы) _________________________________________ 2

Туннельные и обращенные  (подкласс И):

Усилительные ______________________________________________________ 1

Генераторные ______________________________________________________  2

Переключательные __________________________________________________ 3

Обращенные _______________________________________________________  4

Излучающие  (подкласс Л):

Инфракрасного диапазона ____________________________________________ 1

Светодиоды с яркостью до 500нт ______________________________________ 3

Светодиоды с яркостью более 500нт ___________________________________ 4

Динисторы (диодные тиристоры)  (подкласс Н):

Малой мощности  I_{ПР. СР.} ≤ 0,3А _______________________________________ 1

Средней мощности  0,3А < I_ПР.СР. ≤ 10А _______________________________ 2

Выпрямительные столбы  (подкласс Ц):

Малой мощности  I_ПР.СР. ≤ 0,3А _______________________________________ 1

Средней мощности  0,3А < I_ПР.СР. ≤ 10А _______________________________ 2

Выпрямительные блоки (подкласс Ц):

Малой мощности  I_ПР.СР. ≤ 0,3А _______________________________________ 3

Средней мощности  0,3А < I_ПР.СР. ≤ 10А _______________________________ 4

Диоды Ганна _____________________________________________________ Б

Генераторы шума _________________________________________________ Г

Стабилизаторы тока _____________________________________________ _ К

Стабилитроны и стабисторы  (подкласс С):

Мощностью не более 0. 3 Вт,с напряжением стабилизации,  В:

                                                3-й эл.,мощность                4-й ,5-й эл.,напряж. стаб.

Менее 10_____________________1__________________________от 01 до 99

От 10 до 99___________________2__________________________от 10 до 99

От 100 до 199_________________3__________________________от 00 до 99

Мощностью от 0,3Вт до 5Вт, с напряжением стабилизации, В:

Менее 10_____________________4__________________________от 01 до 99

От 10 до 99___________________5__________________________от 10 до 99

От 100 до 199_________________6__________________________от 00 до 99

Мощностью от 5Вт до 25Вт, с напряжением стабилизации, В:

Менее 10____________________7___________________________от 01 до 99

От 10 до 99__________________8___________________________от 10 до 99

От 100 до 199________________9___________________________от 00 до 99

В обозначениях стабилитронов и стабисторов 3-й элемент является показателем мощности, а 4-й и 5-й элементы – показателем номинального напряжения стабилизации.

6-й элемент обозначения диодов, динисторов и тринисторов определяет деление технологического типа на параметрические группы;

а для стабилитронов и стабисторов определяет последовательность разработки. Маркируются буквами русского алфавита (от А до Я), исключая буквы, по написанию схожие с цифрами.

Дополнительные элементы обозначения такие же, как в вышеуказанной системе условных обозначений:

С – сборка

Р – СВЧ

И – импульсный тиристор

Число – для безкорпусных приборов

Графические условные обозначения

                               Выпрямительный диод (блок, столб), импульсный и                                                                                                                                  

                               универсальный диод

                                Туннельный диод

                                Обращенный диод

                                  Односторонний стабилитрон

                                   Двусторонний стабилитрон (двуханодный)  

                                   Варикап

                                    Варикапная матрица

                                    Диодный тиристор (динистор)    

                                    Двунаправленный диод

                                      Симметричный диодный тиристор

                                    Незапираемый триодный тиристор (тринистор),                                                                                                                                                          

                                    управляемый по аноду    

                                    Запираемый триодный тиристор (тринистор), с управлением       

                                    по аноду

                                    Незапираемый триодный тиристор (тринистор),

                                    управляемый по катоду    

                                    Запираемый триодный тиристор (тринистор), с управлением       

                                    по катоду

                                    Диод светоизлучающий

                     Оптопары:

                                              Диодная

                                              Тиристорная                                      

                                                Транзисторная               

Вместе с этой лекцией читают «10 Метод фокальных объектов».

Классификация и система обозначений — Пособие по электротехнике

            Классификация современных полупроводниковых диодов (ПД) по их назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивно-технологическим признакам, исходному полупроводниковому материалу находит отражение в системе условных обозначений диодов в соответствии с ГОСТ 20859.1-89.

            Первый элемент (цифра или буква) обозначает исходный полупроводниковый материал, второй (буква) – подкласс приборов, третий (цифра) – основные функциональные возможности прибора, четвертый – число, обозначающее порядковый номер разработки, пятый элемент – буква, условно определяющая классификацию (разбраковку по параметрам) приборов, изготовленных по единой технологии.

Для обозначения исходного полупроводникового материала используются следующие символы:

       Г, или 1 – германий или его соединения;

       К, или 2 – кремний или его соединения;

       А, или 3 – соединения галлия;

       И, или 4 – соединения индия;

Для обозначения подклассов диодов используется одна из следующих букв:

       Д – диоды выпрямительные и импульсные;

       Ц – выпрямительные столбы и блоки;

       В – варикапы;

       И – туннельные диоды;

       А – сверхвысокочастотные диоды;

       С – стабилитроны;

       Г – генераторы шума;

       Л – излучающие оптоэлектронные приборы;

       О – оптопары.

   Для обозначения наиболее характерных эксплуатационных признаков приборов (их функциональных возможностей) используются следующие цифры.

       Диоды (подкласс Д):

       1 – выпрямительные диоды с постоянным или средним значением прямого 

            тока не более 0,3 А;

       2 – выпрямительные диоды с постоянным или средним значением прямого

            тока более 0,3 А, но не свыше 10 А;

       4 – импульсные диоды с временем восстановления обратного

            сопротивления более 500 нс;

       5 – импульсные диод    ы с временем восстановления более 150 нс, но не

            свыше 500 нс;

       6 – импульсные диоды с временем восстановления 30…150 нс;

       7 – импульсные диоды с временем восстановления 5…30

нс;

       8 – импульсные диоды с временем восстановления 1…5 нс;

       9 – импульсные диоды с эффективным временем жизни неосновных

            носителей заряда менее 1 нс.

       Выпрямительные столбы и блоки (подкласс Ц):

       1 – столбы с постоянным или средним значением прямого тока не более

             0,3 А;

       2 – столбы с постоянным или средним значением прямого тока 0,3…10 А;

       3 – блоки с постоянным или средним значением прямого тока 0,3

А;

       4 – блоки с постоянным или средним значением прямого тока 0,3…10 А.

       Варикапы (подкласс В):

       1 – подстроечные варикапы;

       2 – умножительные варикапы;

       Туннельные диоды (подкласс И):

       1 – усилительные туннельные диоды;

       2 – генераторные туннельные диоды;

       3 – переключательные туннельные диоды;

       4 – обращенные диоды.

       Сверхвысокочастотные диоды (подкласс А):

       1 – смесительные диоды;

       2 – детекторные диоды;

       3 – усилительные диоды;

       4 – параметрические диоды;

       5 – переключательные и ограничительные диоды;

       6 – умножительные и надстроечные диоды;

       7 – генераторные диоды;

       8 – импульсные диоды.

       Стабилитроны (подкласс С):

       1 – стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт с номинальным

             напряжением стабилизации менее 10 В;

       2 – стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт с номинальным

             напряжением стабилизации 10…100 В;

       3 – стабилитроны  мощностью не более 0,3

Вт с номинальным

             напряжением стабилизации более 100 В;

       4 – стабилитроны  мощностью не более 0,3…5 Вт с номинальным

             напряжением стабилизации менее 10 В;

       5 — стабилитроны мощностью  0,3…5 Вт с номинальным

             напряжением стабилизации 10…100 В;

       6 — стабилитроны мощностью  0,3…5 Вт с номинальным

             напряжением стабилизации более 100 В;

       7 – стабилитроны  мощностью 5…10 Вт с номинальным

             напряжением стабилизации менее 10 В;

       8 – стабилитроны  мощностью 5…10 Вт с номинальным

             напряжением стабилизации 10…100

В;

       9 – стабилитроны  мощностью 5…10 Вт с номинальным

             напряжением стабилизации  более 100 В.

       Генераторы шума (подкласс Г):

       1 – низкочастотные генераторы шума;

       2 – высокочастотные генераторы шума.

                   2Д204В – кремниевый выпрямительный диод с постоянным и средним значением тока 0,3…10 А, номер разработки 04, группа В.

          КС620А – кремниевый стабилитрон мощностью 0,5…5 Вт, с номинальным напряжением стабилизации более 100

В, номер разработки 20, группа А.

           ЗИ309Ж – арсенидогаллиевый переключательный туннельный диод, номер разработки 09, группа Ж.

Классификация TVS-диодов, диодов циркулирующего тока, стабилизаторов напряжения (стабилитронов), диодов Шоттки и переключающих диодов.

содержание

1. Трубка TVS (диод защиты от электростатического разряда)

1.1 Параметры трубки ТВС

1.2 Рекомендации по выбору TVS

1.3 Это односторонний или двусторонний TVS?

2. Ловящий диод

3. Стабилитрон (стабилитрон)

4. Диод Шоттки.

5. Переключающий диод

1.1 Параметры трубки ТВС

Фигура1‑1 Кривая V-I для TVS-диода

Таблица 1‑1 Описание параметров трубки TVS

В качестве примера возьмем 5.0SMDJ12A.

Рисунок 1-2 Параметры 5.0SMDJ12A

VR = 12,0 В на приведенном выше рисунке, VR — это VRWM в приведенной выше таблице, что указывает на то, что когда обратное напряжение меньше 12,0 В, TVS не работает, потому что трубки TVS подключены в обратном направлении, поэтому при нормальных обстоятельствах,TVSНапряжение цепи, соединенной трубкой, должно быть меньшеVRWM, Это важный параметр при выборе модели, минимум из трех параметров напряжения — VRWM.

Напряжение обратного пробоя VBR = 13,30 В ~ 14,70 В. Когда напряжение в цепи выше 14,70 В, TVS выходит из строя, и в это время начинает работать трубка TVS.

Перевернутое напряжение фиксации VC = 19,9 В. Это напряжение, фиксируемое после включения трубки TVS.Если рабочее напряжение восстановится, эффект фиксации исчезнет, ​​в противном случае фиксированное состояние будет сохраняться.

Чтобы облегчить запоминание, сначала узнайте три параметра напряжения диода: VR, VBR и VC. Когда вы увидите три параметра напряжения в руководстве, расположите их от малого к большему: 12,0 В, 13,30 ~ 14,70 В и 19,9 V. Вы можете знать следующее:

Меньше, чем12.0V，TVSТрубка не работает; больше чем14.7V，TVSТрубка начинает играть свою роль, и когда это делается, фиксатор напряжения достигает19.9V。

1.2 Рекомендации по выбору TVS

1) Vnormal должно быть ≤ VRWM (минимум из трех параметров напряжения)

2) Убедитесь, что напряжение зажима VC (максимальное значение из трех параметров напряжения) <Vmax
Поэтому сначала определите нормальное рабочее напряжение Vnormal и предельное рабочее напряжение Vmax при выборе модели. так долго какVnormalМенее минимального из трех параметров напряжения иVmaxБольше максимального значения трех параметров напряжения。

1.3 Это односторонний или двусторонний TVS?

Двусторонний TVS используется для переменного тока или случаев от положительных и отрицательных двунаправленных импульсов, таких как RS232.

Если в цепи сигнал только положительного уровня, то достаточно одностороннего TVS.

Диоды, используемые в импульсных источниках питания, называются диодами циркулирующего тока,Также известен как обратный диод (диод свободного хода)。

Рисунок 2‑1 Диод циркулирующего тока в импульсном источнике питания

Когда переключатель выключен, он обеспечивает проводящий путь для тока индуктора. Для получения подробной информации, пожалуйста, обратитесь к книге «Опытный в проектировании импульсных источников питания».

Стабилитрон — это стабилитрон, для примера возьмем BZX384-B16.

Обратное напряжение выше, чемVZ регулируется на VZ и обрезается ниже VZ。

Таблица 3‑1 Параметры стабилитрона BZX384-B16

Фигура3‑1 Кривая стабилитрона (стабилитрона)

Фигура4‑1 кривая диода Шоттки

Диод Шоттки назван в честь его изобретателя, доктора Шоттки, а SBD — это аббревиатура от Schottky Barrier Diode (диод с барьером Шоттки, сокращенно SBD). SBD создается не с использованием принципа формирования PN-перехода между полупроводником P-типа и полупроводником N-типа, а с использованием принципа перехода металл-полупроводник, образованного контактом между металлом и полупроводником.

SBD имеетВысокая частота переключениясСнижение прямого давленияИ другие преимущества, но егоНапряжение обратного пробоя относительно низкое., Большинство из них не выше 60В, а самое высокое только около 100В, что ограничивает сферу его применения.

Возьмем для примера B540C-13-F.

Рисунок 4-2 Параметры диода B540C-13-F

Рисунок 4-3 Предельные параметры диода B540C-13-F

Диод Шоттки, используемый в импульсном источнике питания, представляет собой диод циркулирующего тока.

Время переключения диодов для перехода из включенного состояния в выключенное (время обратного восстановления) и из выключенного состояния во включенное (время включения) короче, чем у обычных диодов, с небольшой барьерной емкостью и хорошими характеристиками в условиях высоких частот. схемы переключения, схемы обнаружения, схемы высокочастотных и импульсных выпрямителей и схемы автоматического управления электронным оборудованием.

Возьмем, к примеру, BAS16W.

Таблица 1‑3 Параметры коммутирующего диода BAS16W

Принцип работы стабилитрона — Технический

Конструктивно стабилитрон подобен обычным плоскостным кремниевым диодам.

Основная особенность стабилитрона состоит в том, что он специально предназначен для работы при обратных напряжениях, превышающих напряжение пробоя p-n перехода. Такой режим работы становится возможным, если принять меры для предотвращения перегрева p-n перехода обратным током (усилить теплоотвод от перехода, ограничить величину обратного тока внешним сопротивлением).

Стабилитрон изготавливается на основе p — n перехода, процессы в котором основываются на явлениях туннельного или лавинного пробоев p — n перехода, и который содержит на обратной ветви ВАХ участок с малым сопротивлением при определённом напряжении — это напряжение и будет напряжением стабилизации

В режиме лавинного пробоя самое незначительное увеличение обратного напряжения приводит к резкому возрастанию числа свободных электронов и дырок за счет эффекта Зенера и эффекта лавинного умножения. Эффект лавинного умножения состоит в том, что быстро движущийся носитель заряда – дырка или электрон — при соударении может передать часть своей энергии валентному электрону, перебросив его в зону проводимости. В результате создается новая пара носителей заряда – электрон в зоне проводимости и дырка в валентной зоне, которые в свою очередь могут передать энергию другим электронам и т.д. При достаточной величине внешнего поля процесс приобретает лавинный характер, обратный ток резко увеличивается.

Другим механизмом работы стабилитрона является туннельный пробой.

Вольтамперная характеристика стабилитрона представлена на рис. .

Стабилитрон изготавливают, как правило, на основе слаболегированного кремния.

При подаче больших обратных напряжений, которые соответствуют на энергетической диаграмме большому смещению энергетических зон, в p — n переходе образуется большое ускоряющее поле для неосновных носителей заряда. Неосновных носители ускоряются в поле p — n перехода и ионизируют атомы основного вещества, которые в свою очередь ускоряются в этом же поле и ионизируют другие атомы . При этом количество подвижных носителей резко (лавинообразно) возрастает и ток через p — n переход в обратном направлении резко возрастает. Обратный ток ограничивается только внешними элементами электрической цепи. При этом напряжение на стабилитроне практически не меняется.

При малых напряжениях стабилизации <6 Вольт имеет место туннельный пробой p — n перехода, а при больших – лавинный.

На основе p — n перехода, процессы в котором основываются на явлениях туннельного и лавинного пробоев p — n перехода, и который содержит на обратной ветви ВАХ участок с малым сопротивлением при определённом напряжении √ это напряжение стабилизации.

Стабилитрон изготавливают, как правило, на основе слаболегированного кремния.

При этом в p — n переходе образуется большое ускоряющее поле для неосновных носителей заряда и при обратном направлении порядка неосновных носители ускоряются в поле p — n перехода ионизируют атомы основного вещества, которые в свою очередь ускоряются в этом же поле и ионизируют другие атомы . При этом количество подвижных носителей резко (лавинообразно) возрастает и ток через p — n переход в обратном направлении резко возрастает.

И он ограничивается только внешними элементами электрической цепи.

При этом напряжение на стабилитроне практически не меняется.

При малых напряжениях стабилизации <6 Вольт имеет место туннельный пробой p — n перехода.

Схема включения стабилитрона.

Параметрический стабилизатор при обратном включении.

Используется стабилитрон при обратном включении.

R _б — балластное сопротивление,

D — стабилитрон,

R_н — сопротивление нагрузки, на котором выделяется стабильное напряжение

Конструктивно стабилитрон подобен обычным плоскостным кремниевым диодам.

Основная особенность стабилитрона состоит в том, что он специально предназначен для работы при обратных напряжениях, превышающих напряжение пробоя p-n перехода. Такой режим работы становится возможным, если принять меры для предотвращения перегрева p-n перехода обратным током (усилить теплоотвод от перехода, ограничить величину обратного тока внешним сопротивлением).

В таком режиме самое незначительное увеличение обратного напряжения приводит к резкому возрастанию числа свободных электронов и дырок за счет эффекта Зенера и эффекта лавинного умножения. Эффект лавинного умножения состоит в том, что быстро движущийся носитель заряда – дырка или электрон — при соударении может передать часть своей энергии валентному электрону, перебросив его в зону проводимости. В результате создается новая пара носителей заряда – электрон в зоне проводимости и дырка в валентной зоне, которые в свою очередь могут передать энергию другим электронам и т.д. При достаточной величине внешнего поля процесс приобретает лавинный характер, обратный ток резко увеличивается.

Газоразрядные и индикаторные приборы — Стабилитроны

Стабилитроны — приборы тлеющего и коронного разряда. Наиболее распространены стабилитроны тлеющего разряда, работающие, в режиме нормального катодного падения. В последнее время они все чаще заменяются полупроводниковыми стабилитронами.

Поскольку темный разряд, предшествующий тлеющему, не используется, его не показывают на вольтамперной характеристике стабилитрона (рис. 21.6). Точку возникновения разряда А отмечают на вертикальной оси. К тому же миллиамперметр для измерения тока тлеющего разряда не покажет ничтожно малого тока темного разряда.

Рис. 21.7. Стабилитроны тлеющего (а) и коронного (б) разряда

Область нормального катодного падения, пригодная для стабилизации, ограничена минимальным током I_min и максимальным I_max. При токе, меньшем I_min, разряд может прекратиться. Ток I_max либо соответствует началу режима аномального катодного падения, либо при нем достигается предельная мощность.

Скачок тока при возникновении разряда может быть различным в зависимости от сопротивления R_orp. Если оно большое, то появляется сравнительно небольшой ток, а если малое, то возникает большой ток и точка Б перемещается к точке В. Для режима стабилизации это невыгодно, так как участок стабилизации напряжения БВ сокращается. При малом сопротивлении R_orp может даже произойти скачок тока в область аномального катодного падения и стабилизации вообще не получится. Таким образом, ограничительный резистор с достаточным сопротивлением необходим по двум причинам: чтобы не произошло чрезмерного возрастания тока и чтобы мог существовать режим стабилизации напряжения.

Чем больше площадь катода, тем больше участок стабилизации БВ, так как ток I_min остается неизменным, а ток I_max возрастает пропорционально площади катода. Поэтому у стабилитронов катод с большой площадью поверхности. Анод делают малых размеров, но он, конечно, не должен перегреваться от тока I_max.

Наиболее распространены двухэлектродные стабилитроны с цилиндрическим катодом из никеля или стали. Анодом служит проволочка диаметром

1,0—1,5 мм (рис. 21.7,а). Баллон наполнен смесью инертных газов (неон, аргон и гелий) под давлением в тысячи паскалей (десятки миллиметров ртутного столба).

Основные параметры стабилитрона: нормальное рабочее напряжение, или напряжение стабилизации U_ст, соответствующее средней точке участка стабилизации (см. рис. 21.6), напряжение возникновения разряда U_B, минимальный и максимальный ток I_min и I_max, изменение напряжения стабилизации ΔU_ст и внутреннее сопротивление переменному току R_i. Если требуется пониженное напряжение U_ст, то поверхность катода с внутренней стороны активируется, чтобы облегчить эмиссию электронов под ударами ионов. Применяя разные смеси газов, подбирают нужное значение U_ст. Напряжение U_B обычно превышает напряжение U_ст не более чем на 20 В. Для снижения напряжения U_B на внутренней поверхности катода имеется проводник (он показан на рис. 21.7, а), уменьшающий расстояние между катодом и анодом. Без него стабилитрон работал бы на восходящей (правой) части характеристики возникновения разряда (см. рис. 21.2).

В пределах области стабилизации напряжение U_ст изменяется на значение ΔU_ст, которое не превышает 2 В. Работа стабилитрона с током выше I_max не рекомендуется, так как ухудшается стабилизация и электроды перегреваются. Внутреннее сопротивление стабилитрона переменному току (дифференциальное сопротивление) R_i = Δu_a/Δi_a и значительно меньше сопротивления постоянному току R₀. Если бы стабилизация была идеальной (U_ст = const), то сопротивление R_i было бы равно нулю.

У отечественных стабилитронов напряжение стабилизации бывает от 75 В до нескольких сотен вольт, ток I_{minобычно 3 — 5 мА, а Imax — несколько десятков миллиампер.}

Рис. 21.8. Схема включения стабилитрона

Для стабилитронов коронного разряда характерны высокие напряжения и малые токи. У таких стабилитронов (рис. 21.7,6) электроды цилиндрической формы из никеля. Баллон наполнен водородом, причем напряжение стабилизации зависит от давления газа, которое обычно составляет тысячи паскалей (десятки миллиметров ртутного столба). Напряжение U_ст при этом несколько сотен вольт. Рабочие токи в пределах 3 — 100 мкА. Внутреннее сопротивление переменному току сотни килоом. Процесс возникновения разряда длится 15 — 30 с. В последнее время выпущены стабилитроны коронного разряда, оформленные в керамических баллонах, на напряжение в десятки киловольт.

Стабилитрон соединяют параллельно с нагрузкой R_H, а последовательно включают резистор R_огр (рис. 21.8). Нагрузкой является тот или иной потребитель (например, анодные цепи и цепи экранных сеток какого-либо усилителя и т. д.), который нужно питать стабильным напряжением. Напряжение источника Е должно быть выше напряжения стабилизации U_ст и достаточным для возникновения разряда в стабилитроне. Чем выше напряжение Е, тем выше должно быть сопротивление R_огр, и тогда стабилизация сохраняется при изменении напряжения Е в более широких пределах. Но при большем ограничительном сопротивлении КПД схемы снижается, так как потери мощности в стабилитроне и резисторе R_огр могут оказаться выше полезной мощности потребителя. Поэтому стабилитроны применяют только для установок небольшой мощности, в которых снижение КПД не так важно, как в мощных установках.

Стабилитроны наиболее часто работают в режиме, когда сопротивление нагрузки неизменно (R_H = const), а напряжение источника нестабильно (Е = var). В этом случае происходит следующее. Когда напряжение источника повышается, то увеличивается ток стабилитрона и почти все изменение напряжения приходится на долю резистора R_огр. Напряжение на стабилитроне и на нагрузке почти постоянно (лишь незначительно возрастает), если изменение тока стабилитрона не выходит за пределы режима нормального катодного падения. Расчет сопротивления R_огр делают по закону Ома. Если напряжение Е изменяется в обе стороны от среднего значения Е_ср, то

R_огр = (Е_ср — U_ст )/(I_ср + I_Н), (21.2)

где I_ср — средний ток стабилитрона, равный 0,5 (I_min + I_max), a I_Н — ток нагрузки, I_Н = U_ст / R_H.

Значение Е_ср определяется по максимальному и минимальному напряжению источника как

Е_ср = 0,5(Е_min + Е_max). (21.3)

После расчета R_огр следует проверить, сохранится ли стабилизация при изменении напряжения от Е_min до Е_max. Это делается следующим образом.

При изменении тока стабилитрона от I_min до I_max напряжение на R_огр изменяется на ΔE = R_огр (I_max — I_min). Стабилизация возможна при изменении Е не более чем на ΔE. Если ΔE < Е_max — Е_min, то стабилизация будет не во всем диапазоне изменения Е, а только в части его, причем эта часть тем меньше, чем меньше АЕ.

Поскольку I_max и I_min для данного стабилитрона постоянны, то значение АЕ пропорционально R_огр. Но значение R_огр тем больше, чем больше разница между Е и U_ст и чем меньше I_Н. Таким образом, стабилизация в более широких пределах возможна при более высоком напряжении источника и более низком токе нагрузки. Однако при этом снижается КПД.

Если ток нагрузки большой, то сопротивление R_огр мало и стабилизация происходит в очень узких пределах изменения напряжения Е, что невыгодно. Поэтому имеет смысл применять стабилитроны при токах I_Н, не превышающих значительно ток I_max.

Рис. 21.9. Схема понижения стабильного напряжения с помощью добавочного резистора

Рис. 21.10. Каскадное включение стабилитронов

Для стабилизации более высоких напряжений стабилитроны соединяют последовательно, обычно не более двух-трех. Они могут быть на разные напряжения, но должны иметь одинаковые токи I_min и I_max. Соединенные последовательно стабилитроны используются в качестве делителя, дающего различные стабильные напряжения. Потребители подключаются к одному или нескольким стабилитронам. Например, от трех стабилитронов на 75 В можно получать напряжения 75, 150 и 225 В. Иногда напряжение на потребителе должно отличаться от стандартных напряжений стабилитронов 75, 105, 150 В и так далее или от комбинаций этих напряжений. Тогда включают стабилитрон (или несколько стабилитронов) на ближайшее большее напряжение и поглощают излишек напряжения в добавочном резисторе R_доб, включенном последовательно с резистором R_H (рис. 21.9). Например, если требуется получить стабильное напряжение 120 В при токе I_H = 10 мА, то берут стабилитрон на 150 В, а излишек напряжения 30 В гасят в резисторе сопротивлением R_доб = 30:10 = 3 кОм.

Параллельное соединение стабилитронов не применяется, так как различные экземпляры стабилитронов данного типа не имеют одинаковых напряжений U_B и U_ст. При подаче напряжения на параллельно соединенные стабилитроны разряд возникает, лишь в том, у которого напряжение U_B наименьшее. Напряжение на нем скачком понижается, и в остальных стабилитронах разряда не будет. Если бы Он даже и возник, то вследствие различия напряжений стабилизации одни из стабилитронов работали бы с недогрузкой, другие — с перегрузкой. Возможно даже, что какой-то стабилитрон работал бы в режиме аномального катодного падения. Он не будет участвовать в стабилизации, а станет дополнительной бесполезной нагрузкой и уменьшит пределы стабилизации по напряжению. Конечно, можно подобрать близкие по параметрам стабилитроны, но это сложно и ненадежно, так как с течением времени их параметры меняются.

Эффективность стабилизации оценивают коэффициентом стабилизации k_ст. Он показывает, во сколько раз относительное изменение напряжения стабилитрона ΔU_ст/U_ст меньше относительного изменения напряжения источника ΔЕ/Е, т. е.

k_ст = (ΔЕ/Е) / (ΔU_ст/U_ст) (21.4)

Стабилитрон обеспечивает k_ст = 10 … 20. Например, если k_ст = 10, Е = 200 В и U_ст = 75 В, то при изменении напряжения источника на ΔЕ = 40 В, т. е. на 20%, напряжение стабилитрона изменится только на 1,5 В, т. е. на 2%.

Коэффициент стабилизации увеличивается при каскадном соединении стабилитронов (рис. 21.10). В схеме напряжение первого стабилитрона Л₁ подается через ограничительный резистор R_огр2 на второй стабилитрон Л₂, параллельно которому присоединен потребитель. Если коэффициенты стабилизации стабилитронов k_ст1 и k_ст2, то общий коэффициент стабилизации

k_ст = k_ст1 k_ст2 (21.5)

При двух стабилитронах получается коэффициент k_ст от 100 до 400. Недостаток схемы — снижение КПД, так как потери будут в двух стабилитронах и двух ограничительных резисторах. Более двух стабилитронов обычно не включают. Стабилитрон Л₂ должен быть рассчитан на более низкое напряжение, нежели Л₁. Напряжение U_ст1 можно считать постоянным и вести расчет сопротивления R_огр2 на ток стабилитрона Л₂, лишь немного превышающий минимальный.

Стабилитроны также применяют для стабилизации напряжения при изменяющемся сопротивлении нагрузки и постоянном напряжении источника Е. Расчет сопротивления R_огр в этом случае проводится описанным методом. Если ток I_Н меняется от минимального значения I_Нmin, соответствующего R_Нmax , до максимального значения I_Нmax, соответствующего R_Нmin, то

R_огр = (Е — U_ст)/( I_ср + I_Нср), (21.6)

где I_ср — средний ток стабилитрона, а I_Нср — средний ток нагрузки,

I_Нср = 0,5 (I_Нmin + I_Нmax). (21.7)

В этом режиме общий ток перераспределяется между стабилитроном и нагрузкой. Например, если ток нагрузки возрастает, то ток стабилитрона почти на столько же уменьшается, а напряжение U_ст и общий ток почти постоянны. Следовательно, и падение напряжения на ограничительном резисторе R_огр изменяется незначительно. Так и должно быть, поскольку U_ст + U_r = Е = const.

Конечно, стабилизация возможна при токе стабилитрона в пределах от I_min до I_max. Изменение тока нагрузки не должно превышать наибольшее изменение тока стабилитрона, т. е. условием стабилизации является неравенство

I_Нmax — I_Нmin ≤ I_max — I_min (21.8)

Стабилитрон имеет различное внутреннее сопротивление постоянному и переменному току. Кроме того, значение R₀ в зависимости от тока меняется от единиц до десятков килоом. Например, у стабилитрона, имеющего U_ст = 150 В, I_max =30 мА и I_min = 5 мА, сопротивление R₀ меняется от 5 до 30 кОм. А внутреннее сопротивление переменному току R_i значительно меньше. Пусть, например, для того же стабилитрона при изменении тока от 5 до 30 мА напряжение U_ст меняется на 2,5 В. Тогда

R_i = ΔU_{ст/ ΔI = 2,5/25 = 0,1 кОм.}

Для переменного тока стабилитрон эквивалентен конденсатору большой емкости (при частоте 50 Гц сопротивление 0,1 кОм соответствует емкости 32 мкФ). Поэтому в выпрямителях стабилитроны обеспечивают дополнительное сглаживание пульсаций.

Стабилитроны и стабисторы

Рабочим участком ВАХ полупроводникового стабилитрона является участок электрического пробоя (рис. 2.5). Обозначение стабилитрона и схема его включения показаны на рис. 2.6.

Напряжение стабилизации зависит от ширины p-n-перехода: чем меньше толщина, тем меньше Uст. Последняя величина, в свою очередь, определяется удельным сопротивлением полупроводникового материала.  Наиболее  подходящим материалом для изготовления стабилитронов является кремний.

Стабилитроны применяются в системах стабилизации напряжения и включаются в обратном направлении.

Прямая ВАХ стабилитрона имеет резкий излом, поэтому для стабилизации напряжений, равных 0,6…1 В, можно использовать эти диоды, включѐнные в прямом направлении. В этом случае их называют стабисторами.

Стабилитроны имеют следующие основные параметры:

напряжение стабилизации Uст;

—           максимальный           и          минимальный            допустимые   токи

стабилизации

max

ст         ,

min

ст   ;

дифференциальное (динамическое) сопротивление

rg=∆Uст/∆Iст;

температурный коэффициент напряжения (ТКН), который показывает, на сколько процентов меняется величина ∆Uст  при изменении температуры на 1оС. Стабилитроны имеют положительный ТКН, а диоды и стабисторы отрицательный.

I пр [mA]

20

I обр [mA]

Рис. 2.5. Вольтамперная характеристика стабилитрона

Исследуем      свойства         стабилитрона,            включѐнного в          схему

(рис. 2.6,а), используя уравнение нагрузочной прямой:

UП=IНRН+UСТ.

Ввиду того,    что      стабилитрон  и          резистор         Rн       включены последовательно, IН=IСТ.  Для  удовлетворительной работы  схемы

ток стабилитрона не должен превышать пределов:

а          б

Рис. 2.6. Стабилитрон: условное изображение (а), схема исследования стабилитрона (б)

Это условие ограничивает пределы изменения входного напряжения Uп, в которых обеспечивается постоянство выходного напряжения Uст=const. На рис. 2.5 различными значениями UП1, UП2 соответствуют рабочие точки 1,2.

Материал взят из книги Полупроводниковые приборы в системах транспортной телематики (Асмолов, Г.И.)

Электротехника и электроника. Учебные ресурсы и лабораторные стенды.

Программная среда TINA (TINA Design Suite ) является мощным и удобным инструментом для анализа, проектирования и моделирования в реальном времени аналоговых, цифровых и микропроцессорных схем. Эта программная среда разработана компанией DesignSoft с участием компании Texas Instruments и позволяет проводить исследование схем при вариации параметров, оптимизацию, выполнять частотный и спектральный анализ, исследовать переходные характеристики, выполнять радиочастотный анализ, программировать и моделировать микроконтроллеры. Результатом проектирования может быть печатная плата устройства, так как TINA имеет программу проектирования печатных плат (PCB Design).

Смотрите и изучайте видеоуроки !
Рекомендую скачать уроки, чтобы получить высокое качество изображения.

Установите бесплатную программу TINA-TI с сайта Texas Instruments
Программа TINA-TI

Схема «Классификация» диода | Основы электроники

можно классифицировать по функциям схемы, в которой они используются, или, чаще, по форме, которая определяется размером изделий, в которых они будут установлены. Сложность в том, что между ними нет прямой связи, и вы должны постоянно держать их в уме.

Тем не менее, вы можете рассматривать функцию как основу, и поскольку эта функция может поддерживаться множеством различных форм, она может быть далее классифицирована по этим формам.

Классификация по рабочей частоте

Это самая основная классификация. Диоды классифицируются в зависимости от их характеристик и предлагаются в нескольких различных типах, включая выпрямители, переключающие диоды, диоды с барьером Шоттки, стабилитроны (постоянное напряжение) и диоды, предназначенные для высокочастотных приложений. И хотя стабилитроны с постоянным напряжением обычно используются в качестве элементов защиты, с повышением точности периферийных схем и большей миниатюризацией приложений защиты возникает потребность в элементах защиты TVS, которые обеспечивают более высокую производительность.

Классификация по структуре

Если мы классифицируем по структуре, это позволяет классифицировать по различным конфигурациям диодных элементов. В настоящее время основными конструкциями являются плоские плоские диоды и мезодиоды высокого напряжения пробоя.

Планарный тип

Сегодня наиболее популярным методом создания полупроводникового перехода является формирование окисленного слоя на кремниевой подложке, открытие отверстий в необходимых местах и ​​последующее введение примесей в отверстия для диффузного перехода.Поскольку окисленная мембрана на кремнии устойчива к проникновению примесей, соединения могут быть выполнены только в необходимых местах. Кроме того, участки поверхности кремниевой подложки, где могут возникать переходы, защищены этой окисленной мембраной, что делает структуру очень устойчивой к внешним загрязнениям.

За счет введения примесей (бора или фосфора) в кремниевый полупроводник путем диффузии тепла (путем проникновения примесей в полупроводник при высоких температурах) этот тип диодов относится к конфигурация, в которой области как p-типа, так и n-типа диффузны с примесями.На стыках образуется барьер, называемый электрическим потенциальным барьером, который производит выпрямление электрического тока.

Диоды с барьером Шоттки используют электрический потенциальный барьер, образующийся на стыке металлов и полупроводников. Знания о том, что выпрямляющие свойства присутствуют на стыках между металлами и полупроводниками, существуют уже давно, но человеком, который теоретически объяснил это явление, был физик по имени Вальтер Шоттки, и эта структура теперь носит его имя.По сравнению с pn переходом выпрямителя с диффузным переходом, неосновные носители заряда отсутствуют, а время обратного восстановления чрезвычайно короткое. Это обеспечивает превосходную эффективность выпрямления на высоких частотах, низкое прямое напряжение (Vf) и минимальные потери мощности. Вот почему диоды Шоттки часто используются в приложениях для высокочастотного выпрямления.

Mesa Тип

Благодаря структуре, имеющей форму геологической мезы, эта конфигурация допускает очень большие пробивные напряжения (Vr).По этой причине мезодиоды часто используются для выпрямления. Однако даже несмотря на то, что напряжение пробоя может быть очень высоким, поскольку структура вызывает обнажение pn перехода, обратный ток (ток утечки) часто намного больше (хуже), чем у планарных диодов. Для Рома MSR, GSR и RLR являются диодами этой конфигурации.

Классификация по форвардному току

При классификации диодов по прямому току (IF) диоды с прямым током (IF) менее 1 ампера называются малосигнальными диодами, а с прямым током (IF) 1 ампер или более — средней мощностью. / Силовые диоды.

Классификация по интеграции

Одной из сильных сторон ROHM является то, что она предлагает диодные матрицы. В отличие от дискретных типов, диодные матрицы представляют собой объединение многих диодов.

Классификация по форме

Диоды бывают разных форм, чтобы соответствовать разным корпусам, типам монтажа и функциям. Двумя основными типами являются свинцовый тип и тип поверхностного монтажа.

— Apogeeweb

Введение

Максимальная мощность, которую стабилитрон может рассеять без каких-либо повреждений, называется его номинальной мощностью, которая определяется как произведение напряжения на диоде и протекающего через него тока.Мощность = напряжение x ток. Если стабилитрон имеет напряжение стабилитрона VZ, равное 5,1 Вт, вы можете использовать номинальную мощность, чтобы узнать, сколько тока может протекать через диод, по формуле IZM = PZM / VZ (PZM — максимальная рассеиваемая мощность диода, и VZ — напряжение стабилитрона.).

Анализ расчета номинальной мощности

могут проводить обратное смещение в области пробоя без повреждения. Стабилитроны имеют фиксированное напряжение, выше которого они начинают проводить обратное смещение, называемое напряжением Зенера.Напряжение стабилитрона фиксировано для одного диода, различается для разных стабилитронов и зависит от концентрации легирования и т. Д. (См. Технические данные, чтобы узнать напряжение стабилитрона). Стабилитроны имеют стабилитроны от 2,4 В до 200 В

Итак, теперь переменный параметр — текущий (в обратном направлении). Через диод должен протекать минимальный ток, чтобы установилось напряжение стабилитрона и диод начал проводить.

Где

Минимальная номинальная мощность = минимальный ток стабилитрона x напряжение пробоя стабилитрона

Минимальная номинальная мощность стабилитрона — это минимальная мощность, необходимая устройству для проведения.

и

Максимальная номинальная мощность = (максимальный ток нагрузки + минимальный ток стабилитрона) x напряжение пробоя стабилитрона

Максимальная номинальная мощность — это максимальная мощность, с которой диод может работать без повреждения перехода.

Кроме того, стабилитроны обычно доступны в диапазонах мощности 250 мВт, 300 мВт, 500 мВт, 1 Вт, 3 Вт, 5 Вт.

Объяснение видео

Как увеличить номинальную мощность стабилитрона

Люди тоже спрашивают (Q&A)

1.Что такое номинальная мощность стабилитрона?
Номинальная мощность: максимальная мощность, которую может рассеять стабилитрон; дается произведением напряжения на диоде и протекающего через него тока. Типичные значения: 400 мВт, 500 мВт, 1 Вт и 5 Вт; для поверхностного монтажа типичны 200 мВт, 350 мВт, 500 мВт и 1 Вт. Допуск по напряжению: обычно ± 5%.

2. Как рассчитывается номинальная мощность стабилитрона?
Номинальная мощность стабилитрона — это величина напряжения и тока, с которыми диод может справиться.Мощность = напряжение x ток. Если стабилитрон имеет напряжение стабилитрона VZ, равное 5,1 Вт, вы можете использовать номинальную мощность, чтобы узнать, сколько тока может протекать через диод, по формуле IZM = PZM / VZ.

3. Что особенного в стабилитроне?
Стабилитрон — это кремниевый полупроводниковый прибор, который позволяет току течь в прямом или обратном направлении. Диод состоит из специального сильно легированного p-n перехода, предназначенного для проведения в обратном направлении при достижении определенного заданного напряжения.

4. Что произойдет, если стабилитрон смещен в прямом направлении?
Стабилитрон похож на сигнальный диод общего назначения. При смещении в прямом направлении он ведет себя так же, как обычный сигнальный диод, но когда на него подается обратное напряжение, напряжение остается постоянным для широкого диапазона токов. … Обратное напряжение может увеличиваться до тех пор, пока не достигнет напряжения пробоя диода.

5. Как рассчитывается рассеиваемая мощность стабилитрона?
Мощность рассчитывается путем умножения тока на напряжение (P = IE), поэтому мы можем довольно легко рассчитать рассеиваемую мощность как для резистора, так и для стабилитрона: стабилитрон с номинальной мощностью 0.Достаточно 5 Вт, равно как и резистора с мощностью рассеяния 1,5 или 2 Вт.

6. Какой ток выдерживает стабилитрон?
Ток: ток IZM стабилитрона — это максимальный ток, который может протекать через стабилитрон при его номинальном напряжении VZ. Обычно для работы диода также требуется минимальный ток. Как правило, это может быть от 5 до 10 мА для типичного устройства с выводами на 400 мВт.

7. Как рассчитать номинальную мощность диода?
Номинальная мощность стабилитрона указывает максимальную мощность, которую диод может безопасно рассеивать.В приведенной ниже формуле мощность равна напряжению, умноженному на ток. IZM — это максимальный ток, который может протекать через диод, PZM — максимальная рассеиваемая мощность диода, а VZ — напряжение стабилитрона.

8. Что такое эффект Зенера и эффект лавины?
Эффект Зенера отличается от лавинного пробоя. Лавинный пробой происходит в слаболегированных переходах, которые создают более широкую обедненную область. Повышение температуры в переходе увеличивает вклад эффекта Зинера в пробой и уменьшает вклад лавинного эффекта.

9. Для чего нужен стабилитрон? Стабилитроны
используются для регулирования напряжения, в качестве опорных элементов, ограничителей перенапряжения, а также в коммутационных устройствах и схемах ограничителей. Напряжение нагрузки равно напряжению пробоя VZ диода. Последовательный резистор ограничивает ток через диод и снижает избыточное напряжение, когда диод проводит.

10. Как стабилитрон работает как регулятор напряжения? Стабилитроны
можно использовать для получения стабилизированного выходного напряжения с низким уровнем пульсаций в условиях переменного тока нагрузки.Пропуская небольшой ток через диод от источника напряжения через подходящий токоограничивающий резистор (RS), стабилитрон будет проводить ток, достаточный для поддержания падения напряжения на уровне Vout.

% PDF-1.4 % 318 0 объект > эндобдж xref 318 84 0000000016 00000 н. 0000002578 00000 н. 0000002772 00000 н. 0000002816 00000 н. 0000002843 00000 н. 0000002893 00000 н. 0000002950 00000 н. 0000003431 00000 н. 0000003538 00000 н. 0000003641 00000 п. 0000003748 00000 н. 0000003856 00000 н. 0000003959 00000 н. 0000004068 00000 н. 0000004173 00000 п. 0000004282 00000 п. 0000004391 00000 п. 0000004496 00000 н. 0000004575 00000 п. 0000004652 00000 п. 0000004731 00000 н. 0000004809 00000 н. 0000004887 00000 н. 0000004965 00000 н. 0000005043 00000 н. 0000005121 00000 п. 0000005199 00000 н. 0000005276 00000 н. 0000006066 00000 н. 0000006122 00000 п. 0000006200 00000 н. 0000006539 00000 н. 0000011683 00000 п. 0000012146 00000 п. 0000012536 00000 п. 0000012613 00000 п. 0000014041 00000 п. 0000015730 00000 п. 0000017466 00000 п. 0000019112 00000 п. 0000020925 00000 п. 0000022792 00000 п. 0000023325 00000 п. 0000023843 00000 п. 0000024110 00000 п. 0000028860 00000 п. 0000029276 00000 н. 0000029650 00000 п. 0000030999 00000 н. 0000032681 00000 п. 0000033262 00000 н. 0000033338 00000 п. 0000033464 00000 п. 0000034750 00000 п. 0000034993 00000 п. 0000035350 00000 п. 0000075096 00000 п. 0000075135 00000 п. 0000089456 00000 п. 0000089495 00000 п. 0000115855 00000 н. 0000115894 00000 н. 0000115951 00000 п. 0000116033 00000 н. 0000116148 00000 п. 0000116301 00000 п. 0000116424 00000 н. 0000116535 00000 н. 0000116697 00000 н. 0000116830 00000 н. 0000116949 00000 н. 0000117051 00000 н. 0000117155 00000 н. 0000117267 00000 н. 0000117403 00000 н. 0000117525 00000 н. 0000117657 00000 н. 0000117853 00000 н. 0000117965 00000 н. 0000118069 00000 н. 0000118191 00000 н. 0000118323 00000 н. 0000118471 00000 н. 0000001976 00000 н. трейлер ] / Назад 601285 >> startxref 0 %% EOF 401 0 объект > поток hb«b`X Ā

стабилитронов, пиковая мощность 40 Вт

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj / Название (MMBZ27VAW — стабилитроны, пиковая мощность 40 Вт) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > транслировать application / pdf

ПАТЕНТ США ПОДКЛАСС 257/603 — ДИОД ЛАВИНЫ (НАПРИМЕР, ТАКЖЕ НАЗЫВАЕМЫЙ ДИОД» ЗЕНЕР «, ИМЕЮЩИЙ ПРОБОЙНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ БОЛЕЕ НАПРЯЖЕНИЯ, БОЛЬШЕ, ЧЕМ 60001 КЛАССИФИКАЦИЯ: 257/0001 КЛАССИФИКАЦИЯ:)

ДИОД ЛАВИНЫ (НАПРИМЕР, ТАКЖЕ НАЗЫВАЕМЫЙ «ЗЕНЕР» ДИОД, ИМЕЮЩИЙ ПРОБИВАЮЩЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ БОЛЕЕ 6 Вольт):

(в соответствии с определением класса) Объект сконфигурирован для работы таким образом, чтобы внешнее напряжение было приложено направление обратной проводимости соединения устройства с достаточной величиной, чтобы вызвать пробой потенциального барьера в переходе из-за того, что электроны или дырки набирают достаточную скорость, чтобы вытеснить валентные электроны и, таким образом, создать больше носителей тока дырочных электронов за счет лавинообразного процесса.

(1) Примечание. Это включает в себя так называемый «стабилитрон», использующий кремний в качестве полупроводника, который имеет напряжение пробоя более 6 вольт. Истинные стабилитроны проводят обратное туннелирование и классифицируются в подклассе 106. Однако многие диоды лавинного пробоя, которые классифицируются в подкласс 603, называются «стабилитронами», хотя механизмом пробоя является лавинное умножение, а не туннелирование. В кремнии pn-переходы, которые пробиваются при напряжении менее 5 вольт, образуются за счет обратного туннелирования, а переходы, выходящие из строя при напряжении более 6 вольт, — за счет лавинного умножения.

(2) Примечание. См. Иллюстрацию ниже: [рисунок]

ПОСМОТРЕТЬ ИЛИ ПОИСК ЭТОГО КЛАССА, ПОДКЛАССА:

106, для туннельного диода обратного смещения (стабилитрона).

199, для лавинного диода с гетеропереходом.

481, для лавинного диода с барьером Шоттки.

327, Разные активные электрические нелинейные устройства, схемы и системы,

185+, для схем стабильного состояния, которые могут включать лавинный диод; подкласс 326 для ограничения, отсечения или фиксации с использованием лавинного диода; подкласс 502 для схем стробирования, использующих лавинный диод; и подкласс 584 для различных схем, использующих лавинный диод.

438, Производство полупроводниковых устройств: процесс,

91, для методов изготовления светочувствительного лавинного диода и подкласс 380 для изготовления лавинного диода с использованием полупроводниковой подложки.

Патенты на стабилитроны и заявки на патенты (класс 148 / DIG174)

Номер патента: 5130261

Abstract: В соответствии с данным изобретением предоставляется способ изготовления полупроводниковых устройств, включающий этапы ионной имплантации по меньшей мере одной примеси, выбранной из As, P, Sb, Si, B, Ga и Al, в пластину до к заранее определенному процессу изготовления полупроводниковых устройств на полупроводниковой пластине, выращенной по методу Чохральского, с последующим отжигом пластины при температуре не менее 900 ° С.степень. C. Неоднородность концентрации примесей в пластине может быть улучшена. Разница в характеристиках полупроводниковых устройств, изготовленных на пластине, уменьшается, выход продукции может быть увеличен, а качество полупроводниковых устройств может быть улучшено.

Тип: Грант

Зарегистрирован: 7 сентября 1990 г.

Дата патента: 14 июля 1992 г.

Цессионарий: Кабушики Кайша Тошиба

Изобретателей: Ёсиказу Усуки, Сигео Явата, Дзюн-ичи Окано, Сигеру Морияма, Сюн-ичи Хираки

— параметры, принцип работы, применение и преимущества

— это особый тип кремниевого полупроводникового прибора, который работает в области пробоя стабилитрона.В этом посте будет подробно рассказано о том, что такое стабилитрон, его параметры, как он работает, а также его применение в качестве регулятора напряжения, ограничителя и переключателя напряжения.

В общем, диоды — это полупроводниковые устройства, которые позволяют протекать току при прямом смещении и предлагают сопротивление при обратном смещении. Стабилитрон — это особый тип диода, в котором может протекать критическое обратное напряжение и больший обратный ток.

Он начинает проводить в состоянии обратного смещения, когда приложенное напряжение выше напряжения пробоя, и это напряжение называется напряжением пробоя стабилитрона.Он назван в честь Кларенса М. Зенера, американского физика, который изобрел его в 1905 году.

Рис. 1. Введение в стабилитрон

Он содержит сильно легированный P-N переход и, следовательно, имеет тонкую обедненную область. Он пропускает электроны из валентной зоны материала P-типа в зону проводимости материала N-типа. Другими словами, он пропускает больше электрического тока, чем другие диоды с P-N переходом. Он начинает проводить ток при обратном напряжении пробоя и продолжает работать в режиме обратного смещения.

Этот тип диода выгоден тем, что падение напряжения в широком диапазоне напряжений остается постоянным. Кривая вольт-амперной (VI) характеристики стабилитрона и его символ показаны на рис. 2. Она показывает, что обратное сопротивление велико, а обратный ток утечки чрезвычайно мал, когда обратное напряжение ниже обратного. напряжение пробоя. Но когда обратное напряжение превышает, обратный ток внезапно возрастает, что называется пробоем, а обратное сопротивление внезапно падает до небольшого значения.

Рис. 2 — Характеристики VI и символ

Различные параметры влияют на характеристики VI. Это:

• Максимальный ток стабилитрона
• Минимальный ток стабилитрона
• Номинальное напряжение
• Рассеиваемая мощность

Другие параметры, которые влияют на его характеристики: прямой ток, прямое напряжение, тип упаковки и т. Д.

Он определяется как ток, который может пройти через стабилитрон при напряжении пробоя стабилитрона.

Это ток, который необходим для проведения стабилитрона в области пробоя.

Напряжение пробоя стабилитрона также называется номинальным рабочим напряжением. Это один из важных параметров при выборе стабилитрона.

Это максимальная мощность, которую может рассеять стабилитрон. Рассеиваемая мощность — важный параметр, который следует учитывать при выборе стабилитрона, поскольку чрезмерная номинальная мощность приводит к чрезмерному повышению температуры, что приводит к необратимому повреждению устройства.

Устройство работает по принципу эффекта Зенера, что означает, что обратная проводимость возникает из-за электронного квантового туннелирования в коротком пространстве между высоколегированными областями P-N. В обычных диодах, когда приложенное напряжение превышает напряжение пробоя; это приводит к необратимому повреждению диода. Однако в стабилитроне напряжение пробоя не такое высокое и не приводит к необратимому повреждению устройства.

Фиг.3 — Схематическое изображение принципа работы

В основном, значение регулирования напряжения ниже 6 В называется Пробой Зенера , и на этом этапе температурный коэффициент диода отрицательный, т.е. при повышении температуры слой обеднения уменьшается. . В этой узкой обедненной области энергия валентных электронов атома возрастает, и электрическое поле меньшей интенсивности может возбуждать валентные электроны из атомов, вызывая пробой Зенера.

Когда истощающий слой широкий с большей напряженностью электрического поля, повышение температуры; увеличивает энергию атомов решетки, препятствуя движению носителей, вызывая лавинный пробой. Лавинный пробой происходит только при увеличении обратного напряжения и, следовательно, температурный коэффициент положительный.

Его способность выдерживать высокие напряжения без повреждений создает несколько применений в современных электронных схемах.Три основных применения перечислены ниже:

• Регулятор напряжения
• Схема ограничения
• Сдвигатель напряжения

Основное применение регулятора напряжения — обеспечение постоянного выходного напряжения независимо от изменений энергии, потребляемой током нагрузки или нестабильности напряжения питания.

Рисунок. 4 иллюстрирует свойство стабилитрона по напряжению.Резистор R1 подключен к стабилитрону последовательно. Диод подключен к обратному смещению для регулирования напряжения.

Рис. 4 — Схема регулятора напряжения

Резистор R1 рассчитывается по приведенной ниже формуле.

R1 = (В _в — В _z ) / I _z

Где,

• I _z = ток стабилитрона
• В _z = стабилитрон / выходное напряжение
• В _in = Входное напряжение
• R1 = Сопротивление

Исходя из формулы, легко убедиться, что значение выбранного резистора не приводит к протеканию тока выше, чем ток Зенера.

Схема ограничения используется для предотвращения превышения выходным напряжением заданного напряжения без изменения входного сигнала или формы волны. Стабилитрон работает как обычный диод, когда приложенное напряжение меньше напряжения пробоя стабилитрона. Следовательно, он широко используется в схемах отсечения.

Рис. 5 — Схема ограничителя

Цепи ограничения могут быть разработаны для ограничения сигнала в положительной, отрицательной или обеих областях.Стабилитрон используется для ограничения выходного сигнала независимо от формы входного сигнала. Если устройство используется для ограничения положительного размаха цепи ограничения, то оно предотвращает превышение напряжением напряжения пробоя стабилитрона без изменения формы входного сигнала.

Во время отрицательного размаха цепи ограничения он действует как обычный кремниевый диод и ограничивает выходное напряжение. Чтобы ограничить выходной сигнал как в положительном, так и в отрицательном направлении; используется двойная стабилитронная схема ограничения.

Схема переключения напряжения, которая помогает преобразовывать сигнал из одной области напряжения в другую.Они обладают способностью поддерживать постоянное выходное напряжение независимо от входного напряжения, что делает их идеальным компонентом в качестве переключателя напряжения. Это устройство в схеме смещения напряжения минимизирует выходное напряжение на величину, равную напряжению пробоя стабилитрона. Пример схемы переключения напряжения показан ниже на рис. 6.

Рис. 6 — Схема переключения напряжения

Преимущества включают:

• Они дешевле, чем другие типы диодов.
• Поддерживает стабильное выходное напряжение независимо от входного напряжения.
• Его можно использовать как обычный кремниевый диод, когда он смещен в прямом направлении.
• Они обладают очень высокой рассеиваемой мощностью.
• У них очень высокие стандарты производительности.
• Благодаря небольшому размеру они могут использоваться в небольших электронных устройствах.

Недостатки:

• Эти диоды имеют низкий КПД при более высоких токах нагрузки.
• У них относительно плохой коэффициент регулирования напряжения.
• При использовании в качестве регулятора напряжения всегда есть небольшое изменение на выходе постоянного тока из-за сопротивления стабилитрона.

  Также читают:
Тиристор - рабочий, VI-характеристики, типы, применение, преимущества и недостатки
Гальванический элемент - конструкция, типы, принцип работы, применение, преимущества 
  Термистор - классификация, принцип работы, применение и преимущества