МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ДОСЛІДЖЕННЯ КРЕМНІЄВОГО СТАБІЛІТРОНА
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА ІНСТРУКЦІЯ
до лабораторної роботи № 2
з дисципліни “Електроніка та мікропроцесорна техніка”
для студентів базового напряму 6.0902 “Інженерна механіка”
Затверджено на засіданні кафедри
автоматизації та комплексної механізації машинобудівної промисловості.
Протокол № 4 від 25.10.2008 р.
Львів – 2008
Дослідження кремнієвого стабілітрона: Методичні вказівки та інструкція до лабораторної роботи № 2 з дисципліни “Електротехніка електроніка та мікропроцесорна техніка” для студентів базового напряму: 6.0902 “Інженерна механіка” /Укл.: І. Д. Зелінський, С. А. Таянов, В. М. Гурський. – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2008. – 12 с.
Укладачі
Зелінський І. Д., канд. техн. наук, доц.
Таянов С. А., канд. техн. наук, доц.
Гурський В. М., канд. техн. наук, асист.
Відповідальний за випуск Гаврильченко О. В., канд. техн. наук, доц.
Рецензент Русин Б. П., д-р. техн. наук, с.н.с. ФМІ НАН України
ДОСЛІДЖЕННЯ КРЕМНІЄВОГО СТАБІЛІТРОНА
Мета роботи – зняття вольт-амперної характеристики (ВАХ) і визначення параметрів кремнієвого стабілітрона.
1. Короткі теоретичні відомості
Стабілітроном називається напівпровідниковий діод, призначений для стабілізації рівня постійної напруги, тобто підтримки якогось рівня незмінним. За конструкцією стабілітрони завжди площинні і кремнієві. Принцип дії стабілітрона заснований на тому, що на його ВАХ є ділянка, на якій напруга практично не залежить від величини протікаючого струму (рис. 1). Такою ділянкою є ділянка електричного пробою, а за рахунок легуючих добавок в напівпровідник струм електричного пробою може змінюватися в широкому діапазоні, не переходячи в тепловий пробій. Оскільки ділянка електричного пробою – це зворотна напруга, то стабілітрон включається зворотним включенням (рис. 2).
Рис. 1. ВАХ стабілітрона
Рис. 2. Схема вмикання стабілітрона
Резистор задає струм через стабілітрон так, щоб величина струму була близька до середнього значення між і . Таке значення струму називається номінальним струмом стабілізації.
Принцип дії. При зменшенні вхідної напруги струм через стабілітрон і падіння напруги на Ro може зменшуватися, а напруга на стабілітроні і на навантаженні залишаться постійними, виходячи з вольтамперной характеристики. При збільшенні вхідної напруги струм через стабілітрон і URo збільшується, а напруга на навантаженні все одно залишається постійною і рівною напрузі стабілізації. Стабілітрон підтримує постійність напруги при зміні струму через нього від до . При обмеженні величини зворотного струму стан пробою в стабілітроні може підтримуватися і відтворюватися протягом десятків тисяч годин. На цій ділянці напруга на діоді залишається практично постійною при значній зміні струму, що протікає через діод.
Основні параметри стабілітронів:
– напруга стабілізації ;
– мінімальне, максимальне і номінальне значення струму стабілізації , , (рис. 3а);
– зміна напруги стабілізації ;
– диференціальний опір на ділянці стабілізації:
;
– температурний коефіцієнт стабілізації , , (рис. 3б).
а
б
Рис. 3. Основні параметри стабілітрона
Напівпровідникові стабілітрони застосовуються в основному в стабілізаторах напруги компенсаційного і параметричного типу. За значенням допустимої потужності розсіювання стабілітрони поділяються на стабілітрони малої (< 0,3 Вт), середньої (0,3<<5 Вт) і великої (> 5 Вт) потужності.
Розглянемо найпростішу схему стабілізації. Для цього до джерела нестабільної напруги підключають ланцюг, що складається з резистора і стабілітрона – p-n переходу, розрахованого на задану напругу пробою і включеного в зворотному напрямку (рис. 4а). Якщо напруга на стабілітроні починає перевищувати критичну, то стабілітрон відкривається, струм через нього і через резистор збільшується і спадання напруги на резисторі теж збільшується. Через це напруга на стабілітрон...
