Стабилитрон
Зенеровский диод — это особый тип диода , предназначенный для надежного протекания тока «в обратном направлении» при достижении определенного заданного обратного напряжения, известного как напряжение Зенера .
Зенеровские диоды изготавливаются с большим разнообразием стабилитронов, а некоторые даже с переменным напряжением. Некоторые диоды Зенера имеют острый, сильнолегированный p-n-переход с низким напряжением Зенера, и в этом случае обратная проводимость возникает из-за квантового туннелирования электронов в коротком пространстве между p- и n-областями — это известно как эффект Зенера , после Кларенс Зенер . Диоды с более высоким напряжением Зенера имеют более постепенный переход, и их режим работы также включает лавинный пробой . В стабилитронах присутствуют оба типа пробоя, при этом эффект Зенера преобладает при более низких напряжениях, а лавинный пробой — при более высоких напряжениях.
Стабилитроны широко используются в электронном оборудовании всех видов и являются одним из основных строительных блоков электронных схем . Они используются для создания маломощных стабилизированных шин питания из более высокого напряжения и для обеспечения опорного напряжения для цепей, особенно стабилизированных источников питания. Они также используются для защиты цепей от перенапряжения , особенно от электростатического разряда .
Устройство названо в честь американского физика Кларенса Зинера , который впервые описал эффект Зенера в 1934 году в своих преимущественно теоретических исследованиях нарушения электрических свойств изолятора. Позже его работа привела к тому, что Bell Labs реализовала эффект в виде электронного устройства, диода Зенера. [1]
Обычный твердотельный диод пропускает значительный ток, если он смещен в обратном направлении .выше его обратного напряжения пробоя. Когда напряжение пробоя обратного смещения превышается, обычный диод подвергается сильному току из-за лавинного пробоя. Если этот ток не ограничен схемой, диод может быть необратимо поврежден из-за перегрева. Диод Зенера обладает почти такими же свойствами, за исключением того, что устройство специально разработано так, чтобы иметь пониженное напряжение пробоя, так называемое напряжение Зенера. В отличие от обычного устройства, стабилитрон с обратным смещением демонстрирует управляемый пробой и позволяет току поддерживать напряжение на стабилитроне близким к напряжению пробоя Зенера. Например, диод с напряжением пробоя Зенера 3,2 В демонстрирует падение напряжения почти на 3,2 В в широком диапазоне обратных токов.опорное напряжение (например, для усилительного каскада) или в качестве стабилизатора напряжения для слаботочных приложений. [2]
Другим механизмом, производящим аналогичный эффект, является лавинный эффект, как в лавинном диоде . [2] Оба типа диодов фактически сконструированы одинаково, и в диодах этого типа присутствуют оба эффекта. В кремниевых диодах до примерно 5,6 вольт эффект Зенера является преобладающим эффектом и показывает заметный отрицательный температурный коэффициент . Выше 5,6 вольт лавинный эффект становится преобладающим и имеет положительный температурный коэффициент. [3]
