превышает допустимую Pa доп=/ст максС/ст, что ведет к тепловому пробою и порче прибора.

На рис. 4.10, б изображена схема стабилизации постоянного напряжения на нагрузке с использованием стабилитрона. С увеличением, например, входного напряжения возрастут ток / в общей цепи и ток через стабилитрон /ст. Увеличится падение напряжения на балластном резисторе /?б- Напряжения на стабилитроне U ст и нагрузке Рн останутся практически неизменными.

Для стабилизации напряжения разной полярности выпускаются симметричные стабилитроны, имеющие симметричную ВАХ. Для получения симметричной ВАХ с двух сторон пластинки кремния одновременно формируют два р-п-перехода. При подаче напряжения на крайние области структуры эти переходы оказываются включенными встречно.

Параметры стабилитронов. Параметрами стабилитронов являются: напряжение стабилизации Uc-r, максимальный /стмакс и минимальный /ст мин

токи стабилизации, определяющие рабочую область ВАХ и др.

Качество стабилитрона, т. е. его способность стабилизировать-напряжение при изменении проходящего через него тока, характеризуется дифференциальным сопротивлением стабилитрона. Оно определяется отношением приращения напряжения на стабилитроне к вызвавшему его малому приращению тока

сгдиф= ДСсг/Д/сг- (4.14>

Так как для лучшей стабилизации максимальным изменениям тока должны соответствовать минимальные изменения напряжения, то качество стабилитрона тем выше, чем меньше его дифференциальное сопротивление.

Важным параметром стабилитрона является температурный коэффициент напряжения ТКН стабилизации, равный отношению относительного изменения напряжения к абсолютному изменению! температуры окружающей среды (%/1°С):

СГсг2-и„, 1 j(3(3jOO. (4.15)

(fCT2 + fcrl)/2 17-2-Til

Для низковольтных диодов с туннельным пробоем ТКН отрицателен (аткн<0), так как вероятность туннельного пробоя возрастает с повышением температуры. При f/cT>6 В пробой принимает лавинный характер, а повышение температуры вызывает увеличение напряжения стабилизации, т. е. ТКН положителен (аткн>0). Это объясняется обратной зависимостью пробивного напряжения (т. е. f/ст) от подвижности носителей, поскольку

Для уменьшения ТКН стабилизации выпускаются термокампен-сированные стабилитроны, в которых соединены последовательно стабилитрон и р-п-переход, включенный в прямом направлении. С повышением температуры падение напряжения на р-п-переходе (включенном в прямом направлении) уменьшается, а на обратно

смещенном р-п-переходе (при лавинном пробое) растет. Таким способом у термокомпенсированных стабилитронов, например КС211, удается получить малый аткн (табл. 4.4).

В табл. 4.4 в качестве примера приведены параметры стабилитронов.

Помимо стабилизации напряжения источников, стабилитроны нашли применение в качестве ограничителей, фиксаторов уровня, развязывающих элементов переключающих устройств.

Стабисторы. Диоды, у которых для стабилизации напряжения используется прямая ветвь ВАХ, называют стабисторами. Для изготовления стабисторов применяют кремний с относительно большой концентрацией примесей. Это необходимо для получения малого сопротивления базы диода, а следовательно, малого дифференциального сопротивления при прямом включении.

В отличие от стабилитронов стабисторы имеют малое напряжение стабилизации (около 0,7 В). Оно определяется прямым падением напряжения на диоде. Для расширения диапазона напряжения стабилизации используют последовательное соединение в одном корпусе нескольких стабисторов.

Параметры стабисторов аналогичны параметрам стабилитронов, а их максимальные ток, мощность и тепловые параметры те же, что и у выпрямительных диодов. Стабисторы имеют отрицательный ТКН стабилизации. Для использования в качестве стабисторов предназначены кремниевые диоды Д219С, Д220С, Д223С.

§ 4.7. Сверхвысокочастотные диоды

Классификация. По назначению сверхвысокочастотные (СВЧ) диоды подразделяются: на видеодетекторные, для детектирования СВЧ колебаний; переключательные, используемые в устройствах управления уровнем СВЧ мощности; параметрические, предназначенные для применения в параметрических усилителях СВЧ колебаний; преобразовательные. Преобразовательные в свою очередь делят: на смесительные - для преобразования СВЧ сигнала; ум-ножительные - для умножения частоты СВЧ сигнала; модуляторные, с помощью которых осуществляется модуляция СВЧ колебаний.

Структура и устройство. Большинство СВЧ диодов имеют точечный контакт металл - полупроводник (переход Шоттки). Особенностью таких контактов является возможность выпрямления без инжекции неосновных носителей в базу диода. При этом отсутствуют процессы накопления и рассасывания носителей в базе, ограничиваюшие частотный диапазон работы полупроводниковых диодов.

СВЧ диоды изготовляют с малой рабочей поверхностью точечного перехода [благодаря чему обладают малой (меньше 1 пФ) барьерной емкостью] и очень малым удельным сопротивлением базы (примерно 0,01-0,001 Ом-см), вследствие чего достигается малое время жизни неосновных носителей заряда. В результате диоды могут эффективно использоваться на СВЧ (др десятков гигагерц).

Конструкция диодов рассчитана на включение в коаксиальный или волноводный тракт. По внешнему конструктивному выполнению различают цилиндрические диоды патронного типа (рис. 4.11, а), коаксиальные (рис. 4.11, б) и волноводные (рис. 4.11, в). В метал-локерамическом корпусе 4, 6 диодов размещен кристалл / полупроводника, к которому приварена контактная проволока 2. Внешними токоотводами служат нижний 3 и верхний 5 латунные фланцы (см. рис. 4.11, а) или внутренний штифт 3 и внешний цилиндр 6 (см. рис. 4.11, б), сочлененный с кристаллодержателем 5. В волно-водной конструкции диода полупроводниковый кристалл и контактную пружину монтируют непосредственно в отрезке волновода (см. рис. 4.11, в). Эквивалентная схема СВЧ диода приведена на рис. 4.11 г.

г) L rs

•itopn

Рис. 4.11. СВЧ диоды в патронном (а), коаксиальном (б) и волноводном (в)

корпусах