Характеристика и параметры стабилитронов

Стабилитрон - ионный газоразрядный электровакуумный прибор, предназначенный для стабилизации напряжения. Стабилитроны тлеющего разряда заполнены смесью инертных газов и предназначены для стабилизации напряжений от 80 В (аргонно-гелиевая и неон-криптоновая смеси) до 1,2 кВ (гелиево-неоновая смесь). Конструктивно близкие стабилитроны коронного разряда заполнены водородом и предназначены для стабилизации напряжений от 0,4 до десятков кВ.

Принцип действия

Работа стабилитрона основана на свойстве тлеющего разряда при изменении тока через прибор не изменять падение напряжения между электродами. Конструктивно стабилитрон состоит из 2 коаксиальных электродов (катод обычно снаружи), помещённых в стеклянный или металлический баллон, содержащий смесь газов (как правило, инертных) при давлении в десятки мм рт. ст. Рост тока при тлеющем разряде при таком расположении электродов происходит за счёт увеличения площади катода, охваченной разрядом, при этом плотность тока в ионизированной части газа остаётся неизменной, следовательно, остаётся неизменным и падение напряжения на разрядном промежутке. В некоторых случаях для снижения напряжения зажигания внутрь прибора вводится небольшое количество радиоактивного вещества.

* Основные параметры и их типичные значения

* U_{стабилизации} (70... 1400 Вольт)

* U_{зажигания} (больше, чем и_стабилизации примерно на 20-40 %)

* I_{стабилизации} (от микроампер до десятков миллиампер; отношение минимального рабочего тока к максимальному от 1:4 до 1:10)

* R_{внутренние} (СОТНИ Ом)

* Изменение напряжения стабилизации при изменении тока в рабочем диапазоне (единицы Вольт для низковольтных стабилитронов)

* Изменение напряжения стабилизации во времени (десятые доли Вольта для низковольтных стабилитронов)

* Температурный коэффициент напряжения (единицы мВ/°С, как для низковольтных, так и для высоковольтных приборов)

Особенности использования:

* Стабилитроны предназначены для работы в цепях постоянного тока. Недопустимо подавать на стабилитрон переменное или обратное постоянное напряжение.

* Желательно, чтобы напряжение источника питания было на 10-20 % выше напряжения возникновения разряда. Иначе, возможны задержки с включением стабилитрона.

* Блок питания, нагрузка и собственно стабилитрон должны быть согласованы по току и напряжению так, чтобы ток стабилитрона в любых условиях (в том числе при отключении нагрузки) был в пределах штатного диапазона.

* При обрыве тока через стабилитрон напряжение на нагрузке может превысить допустимый порог. В некоторых стабилитронах предусмотрена дополнительная защитная перемычка: если вынуть лампу из разъёма, нагрузка отсоединяется от источника питания.

* Недопустимо подключать фильтрующие ёмкости в параллель со стабилитроном. Как все устройства с гистерезисом, газоразрядные стабилитрон в связке с высокоомным источником питания и ёмкостью может порождать паразитные автоколебания.

10 Устройство и принцип работы тиристора

Тири́стор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние

Основная схема тиристорной структуры показана на рис. 1. Она представляет собой четырёхслойный полупроводник структуры p-n-p-n, содержащий три последовательно соединённых p-n-перехода J1, J2, J3. Контакт к внешнему p-слою называется анодом, к внешнему n-слою — катодом. В общем случае p-n-p-n-прибор может иметь до двух управляющих электродов (баз), присоединённых к внутренним слоям. Подачей сигнала на управляющий электрод производится управление тиристором (изменение его состояния). Прибор без управляющих электродов называется диодным тиристором или динистором. Такие приборы управляются напряжением, приложенным между основными электродами. Прибор с одним управляющим электродом называют триодным тиристором

11 Модель транзисторных секций.Принцип работы и применение.

Двухтранзисторная модель

Для объяснения характеристик прибора в режиме прямого запирания используется двухтранзисторная модель. Тиристор можно рассматривать как соединение p-n-p транзистора с n-p-n транзистором, причём коллектор каждого из них соединён с базой другого, как показано на рис. 4 для триодного тиристора. Центральный переход действует как коллектор дырок, инжектируемых переходом J1, и электронов, инжектируемых переходом J3. Взаимосвязь между токами эмиттера IE, коллектора IC и базы IB и статическим коэффициентом усиления по току α1 p-n-p транзистора также приведена на рис. 4, где IСо— обратный ток насыщения перехода коллектор-база.

12) Возникновение токового и теплового пробоев. Работа большинства полупроводниковых приборов основана на использовании p-n-перехода. Если к p-n-переходу приложить внешнее напряжение, то под его действием в цепи возникнет электрический ток. При больших обратных напряжениях наблюдается скачкообразное увеличение обратного тока. Это явление называется пробоем p-n-перехода

Тепловой пробой (является необратимым). Возникает вследствие лавинообразного нарастания температуры p-n-перехода. С ростом температуры p-n-перехода возрастают токи утечки и полупроводник переходит в проводящее состояние, а p-n-переход исчезает. Для его предотвращения нужно ограничить ток.

Токовый пробой транзистора возникает при достижении током коллектора максимально допустимого значения. Значение Iк.макс определяется возможностью повреждения соединений (перегоранием проводников) внутри транзистора. Коллекторный ток концентрируется в очень малой области коллектора, которая проплавляется и замыкает коллектор с базой. Значение максимального допустимого тока Iк.макс обычно указывается в справочных данных транзистора.