Стабилитрон. Тунельдік диод

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3

I. Стабилитрон. Тунельдік диод
1.1. Стабилитрон ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
1.2.Стабилитронның жұмыс істеу принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..7
1.3. Стабилитронның негізгі параметрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8
1.4. Жартылай өткізгіш стабилитрондардың параметрлерінің белгіленуі ... ... ... ... ... .9
1.5. Тунельді диод ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
1.6. Тунельдік жартылай өткізгішті диодтардың қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
1.7. Тунельдік диодтардың өлшемдік құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11

II. Жасанды дем беру
2.1. Ауыздан ауызға дем беру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
2.2. Ауыздан мұрынға жасанды дем беру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14

IV. ГРАФИКАЛЫҚ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .15

ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .19
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21

Жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігі бірнеше факторларға байланысты: температураға, жиілікке, жарыққа және құрамындағы қоспаларға. Температура өскен сайын жартылай өткізгіштердің кедергісі азаяды.
Жартылай өткізгішті құралдарды құру үшін германий, кремний, арсений, галий кристалдары және селена жиі қолданылады.
Жартылай өткізгіштерде екі түрлі заряд тасымалдаушылары бар: теріс зарядталған электрондар және оң зарядталған саңылаулар.
Әрбір төрт валентті атом электрондары көрші атомдармен жалпы электрондық жұп құрады (коваленттік байланыс). 0◦ К температурасында жартылай өткізгіштің барлық валентті электрон кристалдары ковалентті байланысқан, сондықтан бос электрондар болмайды, яғни жартылай өткізгіш диэлектрик болып табылады.
Температураны жоғарылатқанда кейбір электрондар ковалентті байланысты бұзатын кинетикалық энергияға ие болады. Мұндай электрондар өз атомдарын тастап, бос болады.
Кристалдағы бос электрондар өткізгіш электрондары болып табылады, егер жартылай өткізгіште өріс әрекет етсе, онда бос электрондар жартылай өткізгіште токты туғыза отырып, бағыт бойынша жылжиды. Жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі электронды өткізгіш немесе n түрдегі өткізгіш деп аталатын бос электрондардың бағыт бойынша жылжуына негізделген.
Электрондардың теріс полюстан оң полюсқа қарай қозғалатынын біз бұдан бұрын айтқанбыз. Яғни, электрон бос ойыққа келіп орналасатын болғандықтан, ойықтар керісінше оң полюстан теріс полюсқа қарай қозғалады деп ойлауға болады.
Жартылай өткізгіште, сыртқы электр күштері жоқ уақытта және температура абсолюттік нөльден жоғары болғанда еркін электрондар үздіксіз пайда болып, артынан жоғалып отырады. Яғни, электрон өз орнын тастап шыққанда еркін электронға айналып, енді бос орынға – ойыққа келіп орналасқанда оны (еркін электронды) жоғалды деп айта аламыз. Таза жартылай өткізгіште кез-келген уақыт ішінде босаған электрондар мен ойықтардың саны бірдей болады. Олардың жалпы саны (жартылай өткізгіштің өзінің температурасының бөлме температурасындай болған уақытында) аса көп емес болғандықтан, оның электр өткізгіштігі өте аз. Сондықтан, ол электр тогына өте үлкен кедергі келтіреді. Сондықтан да оны мұндай жағдайда диэлектрик ретінде түсінуге болады. Жартылай өткізгіш тараған сайын оның меншікті кедергісі де жоғарылай береді. Температурасы 300К болған германийдің меншікті кедергісі p = 46 Oм*см.
Ал егер осы жартылай өткізгіште басқа элементтің атомдарының тіпті аз мөлшерін қоссақ, оның электр өткізгіштігі бірден артады. Қосқан атомдарымыздың құрамына қарай, жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі электрондық және ойықтық болып бөлінеді.
Жартылай өткізгіштердің түрлері мен түр пішіндерінің таңбалануы мен белгіленуі және де негізгі сипаты мен параметрлері үшін жүйелер мен классификация әдістері қолданылады, осы жағдай кейбір кездерде жартылай өткізгіштерді дұрыс қолдануды қиындатады . Егер электрлі схемада отандық немесе шетелдік өндірістен шыққан таңбаланудың түрлі принциптері бар электрлі радио элементтердің қолданылуы жағдайды қиындатады. Сонымен біргет жаңа технология көмегімен өндірілген және белгіленуі де жаңа болып келетін нарықта жиі пайда болып жатқанын есте сақтаған жөн. Электррадио элементтер жиынтығының үлкен классын құрайтын барлық диод пен стабилитрондардың белгіленуі мен таңбалануы қарастырылады. Аспап түрінің көпшілігі функционалдық тағайындалуы, шектік қуат мәні және басқа белгілері бойынша классификацияланатын диод пен транзисторларға жатады. Жартылай өткізгіштердің белгілену жүйесі мен таңбалану классификацилық белгілері бойынша пайдаланатын кодтарды алып келуге бағытталған өзгертулер енгізіліп тұрады.

1.КитаевВ.Е. «Электроника және өнеркәсіптік электроника негіздері» Алматы «Білім» 1991 ж
2.Әлімжан Берікұлы «Техникалық электроника» Алматы «Қазақстан» 1995 ж
3. Мухити И.М. Электротехника, Алматы , 2005 ж
4.Г.А. Иванов. Жартылай өткізгіштер; Алматы, Мектеп, 1989
5.М.И. Мұхити; Электротехника; Алматы, 2005 ж
6.К. Исмаилов; Жартылай өткізгіштер; Тараз, 2008 ж
7.А.С Енохович; Справочник по полупроводниковым материалам, Москва, Высшая школа, 1976
8.Савелев И.В. Жалпы физика курсы 2-том, 1977
9.Калашников; Электричество; Москва, Просвещение,1980
10.Электротехнический справочник / Под. ред В.Г. Герасимова
11.Құсайнов А.Қ, Энергетика, Высшая школа, 2003
12.Общая электротехника/ Под ред. В. С. Пантюшина. М. Высшая школа, 1970.567 С.
13.Электротехника /Под ред. В. Г. Герасимова. М.:Высшая школа. 1985.480 С.
14. Борисов Ю.М., Липатов Д. Н. Общая электротехника.М.: Высшая школа 1974.519С
15. Касаткин А.С.,Немцов М. В. Электротехника.М:Энергоатомиздат. 1983.440С
16. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники – М: Лаборатория базовых знаний 2000.
17. Першин В.Т. Основы радиоэлектроники и схемотехники. – Р.Д.:Высшее образование, Феникс ,2006.
18. Травкин Г.А. Основы схемотехники, (часть2) Н:СибГУТиИ, 2006.

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3

I. Стабилитрон. Тунельдік диод
1.1.
Стабилитрон ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... 6
1.2.Стабилитронның жұмыс істеу
принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..7
1.3. Стабилитронның негізгі
параметрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ..
... .8
1.4. Жартылай өткізгіш стабилитрондардың параметрлерінің
белгіленуі ... ... ... ... ... .9
1.5. Тунельді
диод ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
1.6. Тунельдік жартылай өткізгішті диодтардың
қолданылуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...10
1.7. Тунельдік диодтардың өлшемдік құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11

II. Жасанды дем беру
2.1. Ауыздан ауызға дем беру
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... .13
2.2. Ауыздан мұрынға жасанды дем
беру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...14

IV. ГРАФИКАЛЫҚ
БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ..15

ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...19
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН
ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... .21

КІРІСПЕ

Жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігі бірнеше факторларға байланысты:
температураға, жиілікке, жарыққа және құрамындағы қоспаларға. Температура
өскен сайын жартылай өткізгіштердің кедергісі азаяды.
Жартылай өткізгішті құралдарды құру үшін германий, кремний, арсений, галий
кристалдары және селена жиі қолданылады.
Жартылай өткізгіштерде екі түрлі заряд тасымалдаушылары бар: теріс
зарядталған электрондар және оң зарядталған саңылаулар.
Әрбір төрт валентті атом электрондары көрші атомдармен жалпы электрондық
жұп құрады (коваленттік байланыс). 0◦ К температурасында жартылай
өткізгіштің барлық валентті электрон кристалдары ковалентті байланысқан,
сондықтан бос электрондар болмайды, яғни жартылай өткізгіш диэлектрик болып
табылады.
Температураны жоғарылатқанда кейбір электрондар ковалентті байланысты
бұзатын кинетикалық энергияға ие болады. Мұндай электрондар өз атомдарын
тастап, бос болады.
Кристалдағы бос электрондар өткізгіш электрондары болып табылады, егер
жартылай өткізгіште өріс әрекет етсе, онда бос электрондар жартылай
өткізгіште токты туғыза отырып, бағыт бойынша жылжиды. Жартылай өткізгіштің
электр өткізгіштігі электронды өткізгіш немесе n түрдегі өткізгіш деп
аталатын бос электрондардың бағыт бойынша жылжуына негізделген.
Электрондардың теріс полюстан оң полюсқа қарай қозғалатынын біз бұдан бұрын
айтқанбыз. Яғни, электрон бос ойыққа келіп орналасатын болғандықтан,
ойықтар керісінше оң полюстан теріс полюсқа қарай қозғалады деп ойлауға
болады.
Жартылай өткізгіште, сыртқы электр күштері жоқ уақытта және температура
абсолюттік нөльден жоғары болғанда еркін электрондар үздіксіз пайда болып,
артынан жоғалып отырады. Яғни, электрон өз орнын тастап шыққанда еркін
электронға айналып, енді бос орынға – ойыққа келіп орналасқанда оны (еркін
электронды) жоғалды деп айта аламыз. Таза жартылай өткізгіште кез-келген
уақыт ішінде босаған электрондар мен ойықтардың саны бірдей болады. Олардың
жалпы саны (жартылай өткізгіштің өзінің температурасының бөлме
температурасындай болған уақытында) аса көп емес болғандықтан, оның электр
өткізгіштігі өте аз. Сондықтан, ол электр тогына өте үлкен кедергі
келтіреді. Сондықтан да оны мұндай жағдайда диэлектрик ретінде түсінуге
болады. Жартылай өткізгіш тараған сайын оның меншікті кедергісі де
жоғарылай береді. Температурасы 300К болған германийдің меншікті кедергісі
p = 46 Oм*см.
Ал егер осы жартылай өткізгіште басқа элементтің атомдарының тіпті аз
мөлшерін қоссақ, оның электр өткізгіштігі бірден артады. Қосқан
атомдарымыздың құрамына қарай, жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі
электрондық және ойықтық болып бөлінеді.
Жартылай өткізгіштердің түрлері мен түр пішіндерінің таңбалануы мен
белгіленуі және де негізгі сипаты мен параметрлері үшін жүйелер мен
классификация әдістері қолданылады, осы жағдай кейбір кездерде жартылай
өткізгіштерді дұрыс қолдануды қиындатады . Егер электрлі схемада отандық
немесе шетелдік өндірістен шыққан таңбаланудың түрлі принциптері бар
электрлі радио элементтердің қолданылуы жағдайды қиындатады. Сонымен біргет
жаңа технология көмегімен өндірілген және белгіленуі де жаңа болып келетін
нарықта жиі пайда болып жатқанын есте сақтаған жөн. Электррадио элементтер
жиынтығының үлкен классын құрайтын барлық диод пен стабилитрондардың
белгіленуі мен таңбалануы қарастырылады. Аспап түрінің көпшілігі
функционалдық тағайындалуы, шектік қуат мәні және басқа белгілері бойынша
классификацияланатын диод пен транзисторларға жатады. Жартылай
өткізгіштердің белгілену жүйесі мен таңбалану классификацилық белгілері
бойынша пайдаланатын кодтарды алып келуге бағытталған өзгертулер енгізіліп
тұрады.
Жартылай өткізгіштердің бұрынғы белгілеу классификация жүйесі 4 элементтен
тұратын белгілеуді қарастырады:
1-ші элемент - әріп немесе сан негізгі материалды белгілейді.
2-ші элемент - әріп,топ немесе классын көрсетеді:
Т – транзисторлар;
В – варикаптар;
С- стабилитрондар.
3-ші элемент – қалыптасқан классификацияға сәйкес аспаптың электрлік
параметрлерін немесе тағайындалуын көрсететін сан.

Бұл жұмыста жартылай өткізгіштердің ішіндегі тунельдік диодтың мағынасын
ашу керек. Жұмысты орындаудағы мақсат тунельдік диодтардың берілу және
тиімділік коэффиценттерін есептеу. Бірден жұмысты орындауға кіріспес бұрын,
жалпы диоддеген не, олардың қандай түрлері, осы мәселелерге тоқталып кетуді
жөн көріп отырмын.
Электроника вакуумдық, қатты денелік және кванттық болып бөлінеді. Қатты
денелік электрониканың негізгі бөлімі жартылай өткізгіштер, олардың
қасиеттері мен қолданылуы жайлы ілім болып табылады, сондай-ақ жартылай
өткізгішті приборларға диодтар, транзисторлар, тиристорлар, оптондар,
әсіресе, ЭВМ-ге негізделген интегралдық схемаларды пайдалану әдістері
енеді.
19 ғасырдың екінші жартысынан бастап заттардың әр түрлі агрегаттық күйдегі
қасиеттерін зерттеу зор қарқынмен жүргізіле бастады. Қатты денелердің
ішінен өз формасын сақтайтын денелер- кристалдық қатты денелер өз алдына
бөлініп шықты.
Зоналық теорияға сәйкес жартылай өткізгіштерге тыйым салынған зонасы 0-2
эВ болатын заттар жатады. Мұндай заттар тым көп . Элементтерден оларға бор,
кремний, германий, фосфор, селен, теллур, иод жатады.
Көптеген жартылай өткіш приборлардың әрекеті p-n ауысудың қасиеттерін
пайдалануға негізделген. Бұл приборларға әр түрлі мақсаттағы диодтар,
транзисторлар, фотогальваникалық элементтер, жартылай өткізгішті лазерлер
т.б жатады. p-n ауысулар жартылай өткізгіштер қасиетінің сезімталдықты
арттыруға, сөйтіп фотодиодтар, фототранзистор, магнитодиодтар,
тензодиодтар, тензотранзисторлар, салқындатқыштар т.б жасауға мүмкіндік
береді. Жартылай өткізгішті диодтардың кейбірінің құрылысы мен жұмысын
төменде қарастыратын боламыз.
Ең көп тараған диодтар түзеткіш диод, стаблитрон, варикап, фотодиод, жарық
диод. Түзеткіш диодтар айнымалы токты тұрақты токка түрлендіру үшін
қолданылады. Түзеткіш диодтарды германийден және кремнийден әзірлейді.
Түзеткіш диодтар төмен және жоғарғы жиілікті, импульсті, әлсіз және қуатты
токтарды түзету үшін қолданылады. Диодтардың жұмыс үшін шекті мүмкін
параметрлерді токтың максимал мәнін, диодта таралатын қуаттың шекті мүмкін
мәнін, сондай-ақ шекті мүмкін кернеуді білудің үлкен маңызы бар.Жоғары
жиілікте бітеме бағытта диодтың активті кедергісі
сыйымдылық кедергімен шунтталады. Егер диодтың сыйымдылық кедергісі
ауысудың кері кедергісі мен салыстырмалы болса, онда құбылыс өтетін
жиілікті шекаралы деп атайды. Кері ток пен тура кернеу мәндері
көбейтіндісінің желіде пайдаланылатын активті қуатқа қатынасымен
анықталатын пайдалы әсер коэффиценті германий және кремний түзеткіштерде
жоғары 99 пайызды. Шағын қуатты және арзан диодтарды физика және
электротехника сабақтарында әр түрлі схемаларды монтаждау үшін пайдалануға
болады.
Жоғары жиілік тогын, модуляцияны түзету, жиілікті түрлендіруді, импульсты
схемаларда жұмыс істеу үшін әдетте диодтар қолданылады. Нүктелік диодтардың
p-n ауысуы төмендегіше қалыптасады, п-типті
германий кесегіне берилий қола ине батырылады. Содан кейін, контакт арқылы
шамасы ине үшін жартылай өткізгішпен бірге балқытатындай токтың қысқа
импульсі жіберіледі. Балқу кезінде берилий инеден п-герменийге
диффундирленеді. Ал берилий атомдары-акцептор болғандықтан, ине төңірегінде
р-п ауысу түзіледі. Бұл ауысуды ауданы шағын жартылай сфералы деп
қарастыруға болады. Сондықтан р-п ауысудың сиымдыдылығы аз. Осы диодтар
үшін аз омдық жартылай өткізгіш материал іріктелініп алынады.
Тогы өзгергенмен кернеуі тұрақты болып қалатын шала өткізгішті диод
стабилитрон деп аталады. Стабилитрон әртүрлі құрылғыларда кернеуді
тұрақтандыру үшін, яғни кернеуді өзгертпей ұстап тұру үшін қолданылады.

Кері тогы р-п өтпесінің жарықталуына байланысты өзгеріп отыратын жартылай
өткізгішті диодты фотодиод деп атайды.Фотодиодтар екі түрлі жұмыс режимінде
пайдаланылады: сыртқы қорек көзінсіз фотогенератор ретінде және сыртқы
қорек көзімен фототүрленгіш ретінде.
Фотодиод, қарапайым диод секілді бір р-п ауысудан тұрады Бірақ ауысудың
ауданы басқа диодтарға қарағанда әлдеқайда үлкен болады, өйткені сәуле осы
ауданға перпендикуляр түсуі керек. р-п ауысуына түскен сәуле фотондары
қоздыратын валенттік электрондар өткізгіштік аймаққа өтеді. Осының
салдарынан екі жартылай өткізгіште де заряд тасушы қос бөлшектің саны
көбееді.Түйістік потенциалдар айырымының әсерінен п-түрлі жартылай
өткізгіштегі негізгі емес заряд тасымалдаушылар кемтіктер р-типті жартылай
өткізгішке өтеді де, ал мұндағы негізгі емес заряд тасымалдаушылар
электрондар п-типті жартылай өткізгішке өтеді. Сөйтіп, n-типті жартылай
өткізгіште артық электрондар, ал p-типті жартылай өткізгіште артық
кемтіктер пайда болады. Бұл фотодиодтың қысқыштарында потенциялдар
айырымын, яғни фотоэлектрлік ЭҚК –ті тудырды. Фотоэлектрлік ЭҚК –тің мәні
көптеген фотодиодтарда 0,5...0,9 В шамасында болады және сәуле ағымынан
тәуелді, бірақ сәуле ағыны белгілі бір шамаға
жеткенде p-n өтпесі заряд тасмалдаушыларға қанығады да, фотоэлектрлік ЭҚК
одан ары өспейді.
Фотодиодтар фотоматерияда және телекескіндері беру құрылғыларында
қолданылады.
Ток жүрген кезде p-n өтпесінен жарық шығатын жартылай өткізгішті диод жарық
диоды деп аталады. Жарық диоды негізінен цифрлық
индекаторларда қолданылады.
p-n өтпесіне тура кернеу бергенде негізгі заряд тасмалдаушыныңпайда
болуымен қатар,олардың рекомбинациясы да жүріп жатады. Рекомбинация бөліп
шығатын фотондардың энергиясы жарық сәулелерінің энергиясына тең болғанда
ол сәулелер көзге көрінетін болады. Егер жартылай өткізгіште тыйым саған
аймақтың ені 107 эВ-тен артық болса, онда электрондар өткізгіштік аймақтан
валенттік аймаққа қайтып оралғанда шығаратын фотондары көзге көрінетін
жарық тудырады.
Жарық диодты галий арсенидтері мен фисфидтерінен және силицийкарбидтерінен
жасалады.
Жарық диодының негізгі параметрлері: жұмысы кернеуінің төменгі және жоғарғы
шеткі аралығы мен инерциялылығы. Жарық диодының инерциялылығы оның жарық
шығара бастағандағы кернеуімен анықталса, ал жоғары шекті мәні шашырата
алатын ең үлкен қуатымен анықталады. Жарық диодының инерциялылығы оның
жарықтылығы максимал мәнінің 0,1 және 0,9 бөлігіне тең болған кездегі жану
және сөну уақыттарымен анықталады.

1.1. СТАБИЛИТРОН.

Стабилитронның аты айтып тұрғандай, ондағы ток өзгерсе де кернеулі
бірқалыпты мөлшерде өзгертпей ұстап тұра алатын аспап. Стабилитрон
дегеніміз құрылысы жағынан тура сол диод. Тек қана схемаға қосылу
тәртібінде өзгешілік бар. Стабилитронның қосылу схемасы диодқа керісінше
болады. Анод минусқа қосылса, катод плюсқа жалғанады. Тек қана диод
графиктің оң жағындағы жағдайда жұмыс істесе, стабилитрон сол жағындағы
жағдайда жұмыс істейді,
Стабилитрон арқылы тоқ жүреді. Кері кернеуді алғаш көтере бастағанда кері
тоқ аз ғана көтеріледі. Кері кернеуді тағы да біраз көтергенде
стабилитронның р-n асуынан, тоқ кенет көтеріледі. Тоқты одан ары көп
көтермесе стабилитронның бұл тесілуінен ол бүлінбейді. Сонда ол қалай
кернеуді бірқалыпты ұстап тұратынын зерттейік. Стабилитрон арқылы Iк тоқ
өтіп тұр дейік. Ол тоқ кернеуі әркезде өзгеріп тұратын Uж кернеу көзінен
келіп тұр деп есептейміз. Осы кернеудің әсерінен стабилитрон арқылы өтіп
тұрған Iк тоғымыз да өзгеріп отырады. Бірақ стабилитрондағы кернеу іс
жүзінде өзгермейтін график арқылы көруге болады. Жартылай өткізгіш диодтың
материалына қосылатын қоспаны көбейтсе тесілу кернеуі азаяды да, тесілу
режимінде болатын кері тоқты жоғарылайды. Стабилитронның тесілгенге дейінгі
кері кедергісі бірнеше мегаом болады. Ал тесілу облысына келгенде бұл
кедергі он мыңдаған есеге азаяды. Кернеу көтерілгенде стабилитронның
тоғының жоғарылуы-осы стабилитронмен бірге тізбектей қосылған резистордағы
кернеудің төмендеуін көбейтеді, яғни, жүктемедегі кернеудің өсуіне кедергі
жасайды. Ал осы жағдайды
Стабилитрон – (лат. stabilis – орнықты, тұрақты) - өзі арқылы өтетін электр
тогы өзгергенде (белгілі шектерде) оған түсетін кернеу іс жүзінде тұрақты
болып қалатын екі электродты газоразрядты немесе шалаөткізгіш аспап.
Газоразрядты стабилитронның іс-әрекеті қалыпты солғын немесе тәжді разрядты
пайдалануға негізделген. Газдық разрядтың осы түрлерінің ерекшелігі олардың
вольт-амперлік сипаттамаларында разрядтар арасындағы кернеудің тіптен
өзгермейтін бөлігінің болуында.
Газоразрядты стабилитрон тұрақтандыратын кернеулердің мәндері 70-160 В;
токтардың жұмыс ауқымы бірнеше мА-дан ондаған мА-ға жетеді. Шалаөткізгіш
стабилитрон да вольт-амперлік сипаттаманың жұмыстық ауқымы электронды-
кемтіктік өткелдің электрлік ойып-тесілуіне сәйкес келетін енсіз кері
кернеулер облысында жатыр. Қазіргі кезде кремнийлік стабилитрондар 3-тен
180 В-қа дейінгі номинал кернеуге арналып жасалған. Рұқсатты ыдырау қуаты
0,25 – 50 Вт.

Стабилитрон (1-сурет) – екі электродты газ разрядты лампа, ол өзгермейтін
(стабильді) кернеуді ұстап тұру үшін кеңінен пайдаланылады.
Стабилитронды стабиливольт деп те атайды. Ол шамалы қысымда неон, аргон
және гелий газдарының қоспасымен толтырылған шыны балоннан 1 тұрады.
Балонның ішіне никельден немесе болаттан цилиндр түрінде дайындалған катод
2 орналастырылады.
Стабилитронның аноды 3 стержень түрінде жасалып катодтың осіне
орналастырылады. Катодтың ішкі бетін актив қабатпен қаптайды. Бұл катодқа
оң иондар келіп түскенде едәуір мөлшердегі электрондардың екінші реттік
эмиссиясын туғызу үшін қажет. Электродтар лампының цоколі мен штырлар
арқылы қосылады. Стабилитронның анодына оң кернеу бергенде, оның ішінде
солғын разряд пайда болады. Стабилитронды кернеудің стабилизаторы ретінде
пайдалану үшін, оны схемада (1, в-сурет) көрсетілгендей етіп жалғау керек.
Лампыға шектеуші кедергі және электр энергиясының көзі тізбектеліп
жалғанады. Тұрақты (стабилизацияланған) кернеуді тұтынатын қабылдағыш
стабилитронға параллель қосылады. Стабилизаторға келтірілген кернеу
ем, мынадай тәртіппен бөлінеді.: оның бір бөлігі шектеуші кедергіде ro
жұтылады, ал қалған бөлігі стабилизаторға келеді. Сөйтіп стабилитронды
қоректендіретін электр энергиясы көзінің кернеуі стабилитрон беретін
тұрақты (стабилизацияланған) кернеуден артық болуы керек және оны жандыруға
қажетті кернеуден аз болмауы қажет.
Электр энергиясы көзінің кернеуі үздіксіз өзгеріп отырады да, ал
стабилизаторға жалғанған қабылдағыш тек тұрақты кернеуде жұмыс істей алады
делік.
Кернеуді стабилизациялау процесі қалай жүретіндігін қарастырайық. Электр
энергиясы көзінің кернеуі жоғарылағанда стабилизатор мен шектеуші
кедергінің тізбегіндегі ток артады. Стабилитронның ішкі кедергісі
тізбектегі ток күшінің артуына пропорционал кемитін болғандықтан, оның
қысқыщтарындағы кернеу тұрақты болып қалады, ал тұрақты шектеуші кедергінің
қысқыштарындағы кернеу U = Iro артады.
Стабилизаторға жалғанған электр энергиясы көзінің кернеуі кемігенде
тізбектегі ток күші азаяды. Осыған сәйкес стабилитронның кедергісі артады
да оның қысқыштарындағы кернеу тағы да тұрақты болып қалады, ал шектеуші
кедергідегі кернеу азаяды.
Сонымен стабилитрон жұмысының қалыпты режимінде тоқ күшін өзгерту арқылы
оның қысқыштарына жалғанған жүктегі тұрақты кернеу автоматты түрде ұсталып
тұрады. Стабилитрон, сондай-ақ жүктің шамасы, яғни ондағы ток күші
өзгергенде де сол жүктегі кернеуді стабилизациялайды. Стабилитронды таңдап
алудың негізгі көрсеткіштері: стабилизация кернеуі, жандыру кернеуі, токтың
барынша көп және мейлінше аз мәндері болып табылады. Стабилизация кернеуі
жандыру кернеуінен шамалы аз (бірлік вольттен ондаған вольтке дейін).
Мысалы СГ4С типті стабилитрон, стабилизацияланатын 150 в кернеуге
есептелінген. Оның мейлінше аз тогы 5 ма, барынша көп тогы 30 ма.

1.2. Стабилитронның жұмыс істеу принципі

Қарапайым диодтарда р-n ауысуы керексіз болып табылады, яғни ол диодқа
қосуға болатын кері кернеудің көлемін шектейді. Кернеу көлемінің тесілуін
жоғарлату үшін аса жоғары омды материал қолдануға тура келеді. Дегенмен p-n
ауысуының тесілуі әрқашанда кері құбылыс болып келмейді. Приборлардың
арнайы түрлерінде ол қажетті эффект ретінде қолданылады. Осындай
приборларға стабилитрондар жатады.
Стабилитрон, немесе оны басқала тәреу диод деп атайды, ол өзімен тесілу
кернеуіне дейін кері кернеуде жұмыс істейтін жалпақ диодты көрсетеді.
Тесілуге дейін диодта өте жоғарғы кедергісі болады, ал тесілуден кейін -
өте аз динамикалық кедергісі болады, Осылайша, тесілу кернеуінің
деңгейлерінде кернеудің шектелуі болад, және стабилитрондардың вольт-
амперлік сипаттамаларында электрлік тесілу облысы пайда болады, яғни тесілу
стабилитрон жұмысының қалыпты режимі болып табылады.
Стабилитронды жасау кезінде қолданылатын жартылай өткізгішті материал
ретінде кремний қолданылады, сондықтан кремнийлік диодтар ауысуында аз ток
болады, p-n ауысуында жоғарғы реттелген температурасы болады. Жұмыс
облысындағы вольт-амперлік сипаттамасында едәуір құламалығы болады.
Германийді стабилитрондарды жасау үшін қолданбайды,өйткені германийлік
диодтарда кері ток көлемі өте үлкен, кремнийлікке қарағанда және жылулық
тесілу ықтималдығы өте үлкен.
Стабилитронның тесілу кернеуі осы стабилитрон кернеуінің
стабилизацияланатын көлемін сипаттайды. Бізге мәлімдей, диод тесілуінің
кернеуі негізгі тасымалдаушылардың концентрациясымен анықталады, сондықтан
стабилизацияның әртүрлі көлемдегі кернеу стабилитрондары диод базасындағы
концентрация қоспаларының өзгеру жолымен алынады. Стабилитрондардың әртүрлі
типтерінде 3-400 В стабилизация кернеуі болады.
Стабилитрондардың төменгі вольтты және жоғарғы вольтты түрлері бар. Төменгі
вольтты деп аталатын стабилитрондар кремнийдің қоспасынан жасалады. Бұндай
стабилитрондардың p-n ауысуының ені аз және туннельдік тесілу болады.
Жоғарғы вольттыларға стабилитрондар 6В жоғары стабилизация кернеуі бар
стабилитрондар жатады.

1.3.Стабилитрондардың негізгі параметрлері

Стабилитрондардың негізгі параметрлері болып: дифференциалды кедергі
(жұмыс нүктесінде); статикалық кедергі (жұмыс нүктесінде); стабилизация
кернеуі басталатын минималды ток: сапа коэффициенті 6˂ctU minem
; ТКН стабилизация кернеуінің температуралық коэффициенті.
Стабилитронның дифференциалды кедергісі IURдиф оның сапасын сипаттайды –
жұмыстық режимде өтетін токтың өзгеруі кезіндегі кернеуді стабилизациялау
мүмкіндігі. Токтық үлкен өзгерулеріне кернеудің кіші өзгерулері сәйкес
келуі керек, сондықтан стабилитрон сапасы жоғарланған сайын, көлемі азаяды.
Стабилитронның әртүрлі типтері үшін мағынасы ондаған ұзындықтан жүздеген Ом-
ға дейін.
Статикалық кедергісі нақты жұмыс нуктесіндегі стабилитрондардағы
жоғалтуларды сипаттайды. Оның көлемі стабилизация кернеуімен және жұмыстық
токпен байланысқан.
Сапа коэффициенті дифRR= диод арқылы токтың қатысты өзгеруін
стабилизация кернеуінің өзгеруіне қатысты қатынасы ретінде қарастыруға
болады. Токтың максималды өзгеруіне кернеудің минималды өзгеруі сәйкес
келуі керек және көлемі мүмкіндігінше аз болуы керек. Стабилитронның
әртүрлі типтері үшін көлемі 0,1-ден 0,5 дейін өзгереді.
Стабилизация кернеуі температураға тәуелді. ТКН стабилизация кернеуінің
температуралық коэффициенті стабилитрон температурасының 1К өзгерген
кездегі стабилизация кернеуінің көлемінің қаншалықты өзгергенін көрсетеді.
Ол стабилитронның температуралық қасиетін сипаттайды. Төмен вольтты
стабилитрондардың белгісі ТКН˂0, жоғары вольты – оңды. Бұл туннелдік және
көшкінді тесілу кезіндегі кернеудің тесілуі әртүрлі температуралық
тәуелділікпен түсіндіріледі. Туннельдік механизм тесілу кезінде кернеудің
тесілуі температура өсуімен төмендейді, яғни температураның өсуі арқылы
жартылай өткізгіштің рұқсат етілмеген аумағындағы ені азаяды және
тасымалдаушылардың туннелдік ықтималдығы жоғарылайды. Көшкінді тесілудің
кернеуі температураның жоғарлауымен өседі. Бұл температураның жоғарлауы
арқылы тасымалдаушылардың жылулық хоатикалық қозғалыстарының өсуі себебінен
болады. Сондықтан, олардың жеткілікті энергияны иемденуі үшін кернеуді беру
керек. ТКН стабилитрондардың стабилизация кернеуінен тәуелділігі суретте
келтірілген. ТКН белгісінің өзгеруі стабилизация кернеуіне сәйкестенеді,
яғни осындай стабилизация кернеуінің температуралық мағынасының өзгеруі
минималды. Стабилитрондардың бірізділігін теріс және оң температуралық
коэффициенттік кернеуін қосуға болады және аз ТКН бар стабалитрондарды алу.
Стабилитрондар үшін тесікті-электронды ауысулар диффузиондық, балқытпалық,
диффузиялы-балқытпалық әдістермен жасалынады. Стабилитрондарда балқытпалық
p-n ауысуы болады. Стабилитрондар тұрақты немесе импульстік кернеулік
стабилизаторларда кең қолданысқа ие.
Стабилитронның негізгі параметрлеріне мыналар жатады: тұрақтандыру кернеуі
Ucт, тұрақтандыру тогы Iст, тұрақтандыру тогының максимал мәні Iст max,
Мұндағы Ucт – жұмыс режиміндегі стабилизатор выводтарының арасында пайда
болатын кернеу.
Біздің өнеркәсіп тұрақтандыру кернеуі бірнеше вольттан 180 В-ға дейін
жететін кремний стабилитрондарды шығарады. Тұрақтандыру тогының минимал
мәні Iст min, бұл прибор арқылы аз ток есебінен пробой режимінде тұрақты
жұмыс басталады, бұл ток одан да азаятын болса, құрылғы кернеу
тұрақтандырмайды. Рұқсат берілген тұрақтандыру тогының максимал мәні Iст
max, бұл прибор арқылы көп ток өту есебінен оның p-n переходының
температурасы аспайды. Iст max тогын арттыру p-n переходтың тепловой
пробойына алып келеді және құрылғы істен шығады.
Uст – тұрақтандыру кернеуі;
Iст – тұрақтандырудың минималды жіберілетін тогы;
I ст max – тұрақтандырудың максималды жіберілетін тогы;
rст - стабилитронның дифференциалды кедергісі (тесіп өту аймағында)
rст = dudi.
aauст – тұрақтандыру кернеуінің температуралық коэффициенті.
Uст, ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.