Кремниевые стабилитроны

Выпрямительные диоды подразделяются на диоды малой мощности, рассчитанные на выпрямленный ток до О,ЗА; средней мощности, рассчитанные на ток /Вьш.ср = 0,3-М0 А, и большой мощности, рассчитанные на ток /Вып.ср>Ю А. Диоды малой и средней мощности широко применяют в выпрямительных устройствах электронных вычислительных машин и другой электронной аппаратуры. Промышленность выпускает в основном кремниевые диоды, имеющие большую площадь перехода и допускающие большие значения выпрямленного тока. Кремниевые плоскостные диоды получают путем вплавления алюминиевого электрода в кристалл кремния с электронной проводимостью. В противоположную поверхность кристалла кремния вплавляется золотая фольга, образующая омический контакт с основными кристаллами.

Кремниевые плоскостные диоды рассчитаны на допустимые прямые токи от 0,5 до 1600 А. Падение напряжения на диодах при этих токах не превышает 1,5 В. Допустимое обратное напряжение кремниевых диодов (до 1600 В) значительно превосходит аналогичный параметр германиевых диодов. Верхний предел диапазона рабочих температур кремниевых диодов около 125 °С.

Кремниевые плоскостные . . . , ..... 100—500 0,3—0,8 20—400 20—50 » 5-Ю4

Стабилитроны. Стабилитроны представляют собой кремниевые плоскостные диоды, напряжение на которых в области электрического пробоя слабо зависит от тока. Они предназначены для стабилизации уровня постоянного напряжения. Как отмечалось (см. 3.5), в случае превышения значения 1/0бр.пр происходит пробой p-n-перехода; при этом обратный ток резко возрастает при почти неизменном обратном напряжении. Указанный электрический пробой объясняется тем, что при [/„ер > Uo6p пр электрическое поле в p-n-переходе становится столь сильным, что в состоянии сообщить носителям заряда энергию, достаточную для ударной ионизации нейтральных атомов. При этом возникают дополнительные парные заряды,

водят диффузию золота, примесь которого создает энергетические уровни рекомбинационных ловушек и уменьшает время жизни неосновных носителей заряда. Такие кремниевые плоскостные диоды иногда называют частотными, подчеркивая тем самым, что они способны работать при повышенных частотах (до 100 кГц).

Германиевые и кремниевые плоскостные диоды. В качестве примера на 11-10.показано устройство германиевого сплавного диода. Германиевые и кремниевые плоскостные диоды изготавливают обычно сплавным методом.' В пластинку тг-германия вплавляют таблетку индия, а в пластинку п-кремния — алюминий. Нижняя часть пластины припаивается к кристаллодержа-телю или к корпусу. Припой, содержащий сурьму, обеспечивает омический контакт. Мощные кремниевые диоды иногда изготавливают путем диффузии примесей, (бора или фосфора) в кри-сталл п- или р-кремния.

Кремниевые плоскостные диоды получаются путем вплавления алюминия в кристалл кремния. Кремниевые и германиевые диоды оформляются в металлическом сварном корпусе со стеклянными изоляторами и гибкими выводами.

служат для стабилизации постоянного напряжения и представляют собой кремниевые плоскостные диоды, работающие на участке электрического пробоя вольт-амперной характеристики ( 4.6, а).. .Условное обозначение приведено на 4.6, о.

Германиевые и кремниевые плоскостные диоды. В качестве примера на 11-10.показано устройство германиевого сплавного диода. Германиевые и кремниевые плоскостные диоды изготавливают обычно сплавным методом.' В пластинку тг-германия вплавляют таблетку индия, а в пластинку п-кремния — алюминий. Нижняя часть пластины припаивается к кристаллодержа-телю или к корпусу. Припой, содержащий сурьму, обеспечивает омический контакт. Мощные кремниевые диоды иногда изготавливают путем диффузии примесей, (бора или фосфора) в кри-сталл п- или р-кремния.

В измерительных выпрямителях применяются меднозакисные, германиевые и кремниевые плоскостные и точечные диоды. Последние могут использоваться в области частот до сотен мегагерц, плоскостные диоды— при частотах до 100 кГц, а меднозакисные— не выше 10 кГц.

6.8. Кремниевые стабилитроны.................. 77

5.8. Кремниевые стабилитроны

Стабилитроном называется полупроводниковый прибор, у которого вольт-амперная характеристика имеет рабочий участок со слабой зависимостью напряжения от тока, протекающего через прибор. В германиевых диодах электрический пробой быстро переходит в тепловой, поэтому в качестве стабилитронов применяются обычно кремниевые диоды. Кремниевые стабилитроны используют для стабилизации напряжений источников питания, .а также для фиксации уровней напряжений (и токов) в схемах (отсюда и происходит второе название кремниевых стабилитронов «опорные диоды») и для некоторых других целей.

Кремниевые стабилитроны могут быть использованы,: вместо разделительных и развязывающих конденсаторов в усилителях постоянного тока или в низкочастотных усилителях. Широкое применение кремниевые стабилитроны нашли в релейных и переключающих схемах. В этих схемах используется свойство стабилитронов изменять свое сопротивление в зависимости от величины и полярности приложенного к ним напряжения.

Рассмотрим теперь особенности полупроводниковых стабилитронов (опорных диодов). Стабилитронами называются р-и-переходы, на ВАХ которых имеется участок со слабой зависимостью напряжения от протекающего тока ( 2.9). Рабочий участок ВАХ стабилитрона находится в области электрического (полевого или лавинного) пробоя. В настоящее время промышленностью выпускаются в основном кремниевые стабилитроны с напряжением стабилизации Ucr > 3 В. Напряжение {7СТ имеет место при среднем рабочем токе, который принято называть током стабилизации /ст.

В параметрических стабилизаторах постоянного тока применяют в основном кремниевые стабилитроны.

от 801 до 900 — кремниевые стабилитроны;

§ 5.1. Кремниевые стабилитроны

релейной защиты § 5.1. Кремниевые стабилитроны .................... 64

Различают полупроводниковые и газоразрядные стабилитроны (ста-биливольты). Полупроводниковые стабилитроны (кремниевые стабилитроны) находят более широкое применение, так как по сравнению с. газоразрядными они имеют ряд преимуществ. Сюда следует отнести: малые размеры и массу, возможность микроминиатюризации, отсутствие необходимости в зажигании (напряжение зажигания выше рабочего), отсутствие на вольт-амперной характеристике участка с отрицательным наклоном, отсутствие эффекта старения. Однако кремниевые стабилитроны имеют сравнительно с газоразрядными на порядок

Кремниевые стабилитроны стабилизируют как в прямом, так и ;в обратном включении по схемам, приведенным на VIII.6, а и б. Диапазон стабилизируемых напряжений очень широк — от 0,63 В до нескольких сотен вольт. Однако наибольший интерес представляют стабилизаторы в диапазоне низких напряжений (единицы и десятки вольт), где они незаменимы. Параметры некоторых кремниевых стабилитронов приведены в табл. 12.