Стабилитроны

Полупроводниковый стабилитрон – это полупроводниковый диод, напряжение на котором в области электрического пробоя слабо зависит от тока и который используется для стабилизации напряжения.

В полупроводниковых стабилитронах используется свойство незначительного изменения обратного напряжения на р-n- переходе при электрическом (лавинном или туннельном) пробое. Это связано с тем, что небольшое увеличение напряжения на р-n- переходе в режиме электрического пробоя вызывает более интенсивную генерацию носителей заряда и значительное увеличение обратного тока.

Рисунок 24 Вольтамперная характеристика стабилитрона

Из рисунка видно, что значительное изменение обратного тока через диод приводит к незначительному изменению обратного напряжения.

Далее на рисунке представлена простейшая схема стабилизатора напряжения на нагрузке

Рисунок 25 Принципиальная схема параметрического стабилизатора напряжения

По первому закону Кирхгофа ток в ограничивающем сопротивлении R_огр представляет собой сумму токов в стабилитроне и в резисторе нагрузки. Стабилитрон (как диод) включен к источнику в обратном направлении и параллельно нагрузке. По свойству параллельно соединённых элементов, напряжение на нагрузке будет равно напряжению на стабилитроне, которое меняется незначительно, пропуская через себя возросший ток из-за возросшего питающего напряжения.

Туннельные диоды

Туннельный диод – это полупроводниковый диод в котором туннельный эффект приводит к появлению на вольт - амперной характеристике при прямом напряжении участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Туннельный диод изготовляется из германия или арсенида галлия с очень большой концентрацией примесей, т.е. с очень малым удельным сопротивлением. Такие полупроводники с малым сопротивлением называют вырожденными. Это позволяет получить очень узкий р-n переход. В таких переходах возникают условия для относительно свободного туннельного прохождения электронов через потенциальный барьер (туннельный эффект). Туннельный эффект состоит в том, что при достаточно малой высоте потенциального барьера возможно проникновение электронов через барьер без изменения их энергии.

Рисунок 26 Вольтамперная характеристика туннельного диода

На участке характеристики, где аргумент от значения U_п – напряжение пика увеличивается до значения U_в – напряжение впадины, на этом же участке сила тока уменьшается, то есть дифференциальное сопротивление (смотри ниже «нелинейные цепи») отрицательное.

Туннельные диоды используются для генерации и усиления электромагнитных колебаний, а также в быстродействующих переключающих и импульсных схемах.

Диоды Шоттки

Диод Шоттки — полупроводниковый диод с малым падением напряжения при прямом включении. Назван в честь немецкого физика Вальтера Шоттки. Диоды Шоттки используют переход металл-полупроводник в качестве барьера Шоттки (вместо p-n перехода, как у обычных диодов).

Диоды Шоттки — составные части современных дискретных (цифровых) полупроводниковых приборов

Рисунок27 Структура диода Шоттки

Структура детекторного Шоттки диода : 1 — полупроводниковая подложка; 2 — эпитаксиальная плёнка; 3 — контакт металл — полупроводник; 4 — металлическая плёнка; 5 — внешний контакт