Основи схемотехніки

Размещено на http://www.allbest.ru/

5

ЗМІСТ

ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ

ВСТУП

1. ПАСИВНІ КОМПОНЕНТИ

1.1 Резистори

1.2 Конденсатори

1.3 Індуктивні компоненти

1.4 Запитання та завдання для самоконтролю

2. ДІОДИ І ДІОДНІ СХЕМИ

2.1 Класифікація і маркування діодів

2.2 Параметри і характеристики діодів

2.3 Напівпровідникові стабілітрони

2.4 Варикапи

2.5 Випрямляючі діоди

2.6 Тунельні діоди

2.7 Високочастотні діоди

2.8 Обернені діоди

2.9 Імпульсні діоди

2.10 Запитання та завдання для самоконтролю

3. БІПОЛЯРНІ ТА УНІПОЛЯРНІ ТРАНЗИСТОРИ

3.1 Структура транзисторів

3.2 Класифікація біполярних та уніполярних транзисторів

3.3 Принцип дії біполярного транзистора

3.4 Статичні параметри біполярних транзисторів

3.5 Режими роботи і статичні характеристики біполярних транзисторів

3.6 Параметри транзистора як чотириполюсника

3.7 Частотні властивості біполярного транзистора

3.8 Принципи підсилення в транзисторі при активному режимі роботи

3.9 Робота транзистора в імпульсному режимі

3.10 Будова та характеристики уніполярних транзисторів

3.11 МДН-транзистори

3.12 Параметри уніполярних транзисторів

3.13 Частотні властивості уніполярних транзисторів

3.14 Запитання та завдання для самоконтролю

4. ПОКАЗНИКИ ТА ХАРАКТЕРИСТИКИ АНАЛОГОВИХ ЕЛЕКТРОННИХ ПРИСТРОЇВ

4.1 Коефіцієнти підсилення

4.2 Амплітудно-частотна характеристика. Коефіцієнти частотних спотворень

4.3 Фазочастотна характеристика

4.4 Перехідні характеристики. Спотворення імпульсних сигналів

4.5 Нелінійні спотворення. Коефіцієнт нелінійних спотворень

4.6 Амплітудна характеристика. Динамічний діапазон

4.7 Коефіцієнт корисної дії. Номінальна вихідна потужність

4.8 Внутрішні завади аналогових пристроїв

4.9 Запитання та завдання для самоконтролю

5. ЗВОРОТНИЙ ЗВ'ЯЗОК І ЙОГО ВПЛИВ НА ПОКАЗНИКИ ТА ХАРАКТЕРИСТИКИ АНАЛОГОВИХ ПРИСТРОЇВ

5.1 Основні засоби забезпечення зворотного зв'язку

5.2 Вплив зворотних зв'язків на коефіцієнти підсилення струму та напруги

5.3 Вплив зворотних зв'язків на вхідний та вихідний опір

5.4 Вплив зворотного зв'язку на інші показники пристрою

5.5 Стійкість пристрою зі зворотним зв'язком

5.6 Запитання та завдання для самоконтролю

6. ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТА СТАБІЛІЗАЦІЯ РЕЖИМУ В КАСКАДАХ АНАЛОГОВИХ ПРИСТРОЇВ

6.1 Кола живлення каскадів на уніполярних транзисторах

6.2 Кола живлення каскадів на біполярних транзисторах

6.3 Динамічні характеристики каскадів

6.4 Запитання та завдання для самоконтролю

7. КАСКАДИ ПОПЕРЕДНЬОГО ПІДСИЛЕННЯ

7.1 Аналіз властивостей каскаду зі спільним витоком в частотних областях

7.2 Аналіз резисторного підсилювального каскаду зі спільним емітером у різних частотних областях

7.3 Перехідні характеристики резисторного підсилювального каскаду

7.4 Повторювачі напруги

7.5 Повторювачі струму

7.6 Каскади з динамічним навантаженням

7.7 Диференціальні каскади

7.8 Каскади на складених транзисторах

7.9 Запитання та завдання для самоконтролю

8. КОРЕКЦІЯ ЧАСТОТНИХ ТА ПЕРЕХІДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

8.1 Необхідність корекції та її принципи

8.2 Методи визначення параметрів, що забезпечують рівномірність АЧХ та лінійність ФЧХ у найбільшій області частот

8.3 Каскади з індуктивною ВЧ корекцією

8.4 Каскади з ВЧ корекцією на основі частотно залежного зворотного зв'язку

8.5 Каскади з НЧ корекцією

8.6 Запитання та завдання для самоконтролю

9. ВИБІРНІ КАСКАДИ

9.1 Класифікація, параметри та характеристики вибірних каскадів

9.2 Резонансні діапазонні каскади з автотрансформаторним, трансформаторним і комбінованим зв'язками

9.3 Смугові каскади

9.4 Запитання та завдання для самоконтролю

10. КАСКАДИ КІНЦЕВОГО ПІДСИЛЕННЯ

10.1 Вимоги до каскадів кінцевого підсилення

10.2 Основні режими роботи підсилювальних каскадів

10.3 Однотактні каскади кінцевого підсилення

10.4 Двотактні каскади кінцевого підсилення

10.5 Визначення нелінійних спотворень

10.6 Вибір транзисторів для каскаду кінцевого підсилення

10.7 Кінцеві каскади підсилення потужності, що працюють у режимі з ШІМ

10.8 Запитання та завдання для самоконтролю

11. ОПЕРАЦІЙНІ ПІДСИЛЮВАЧІ

11.1 Основні показники операційних підсилювачів та вимоги до них

11.2 Типові структури та каскади операційних підсилювачів

11.3 Застосування зворотного зв'язку у операційних підсилювачах для утворення пристроїв аналогової обробки сигналів

11.4 АЧХ та ФЧХ операційного підсилювача

11.5 Забезпечення стійкості операційних підсилювачів, що охоплені зворотним зв'язком

11.6 Запитання та завдання для самоконтролю

12. КАСКАДИ НА ОПЕРАЦІЙНИХ ПІДСИЛЮВАЧАХ, ЩО ЗДІЙСНЮЮТЬ ОПЕРАЦІЇ НАД СИГНАЛОМ

12.1 Інвертувальні каскади

12.2 Неінвертувальні каскади

12.3 Диференційні каскади

12.4 Інтегрувальні і диференціювальні каскади

12.5 Логарифмічні та антилогарифмічні каскади

12.6 Аналогові помножувачі та подільники

12.7 Перетворювачі опору. Конверсія та інверсія імпедансу

12.8 Розрахунок каскадів на ОП

12.7 Запитання та завдання для самоконтролю

13. АКТИВНІ ФІЛЬТРИ

13.1 Загальні відомості про фільтри

13.2 Фільтри Баттерворта і Чебишева

13.3 Фільтри Бесселя

13.4 Порівняння фільтрів різних типів

13.5 Схеми активних фільтрів на ОП

13.6 Проектування фільтрів на джерелах напруги, керованих напругою

13.7 Фільтри, що будуються на основі методу змінного стану

13.8 Схемні рішення фільтрів

13.9 Запитання та завдання для самоконтролю

ЛІТЕРАТУРА

ГЛОСАРІЙ

ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ

АЕ активний елемент

АФ активний фільтр

АЧХ амплітудо-частотна характеристика

БТ біполярний транзистор

ВАХ вольт-амперна характеристика

ВЗЗ від'ємний зворотний зв'язок

ВЧ високі частоти

ДНКН джерела напруги керовані напругою

ІМС інтегральна мікросхема

КК коливальний контур

ККД коефіцієнт корисної дії

ККП каскад кінцевого підсилення

КПП каскад попереднього підсилення

МДН метал-діелектрик-напівпровідник

МОН метал-окисл-напівпровідник

НЧ низькі частоти

ОКК одиночний коливальний контур

ОП операційний підсилювач

ПЕ підсилювальний елемент

ПЕФ п'єзоелектричний фільтр

ПТ польовий транзистор

РП резонансний підсилювач

СБ спільна база

СЕ спільний емітер

СК спільний колектор

СП смуговий підсилювач

СФ смуговий фільтр

СЧ середні частоти

ТКЄ температурний коефіцієнт ємності

ТКІ температурний коефіцієнт індуктивності

ТКН температурний коефіцієнт напруги

ТКО температурний коефіцієнт опору

ФВЧ фільтр високих частот

ФЗС фільтр зосередженої селекції

ФНЧ фільтр низьких частот

ФСЧ фільтр середніх частот

ФЧХ фазочастотна характеристика

ШІМ широтно-імпульсна модуляція

ВСТУП

Запропонований навчальний посібник відповідає розділам «Аналогова схемотехніка» та «Інтегральна схемотехніка» програми дисципліни «Основи схемотехніки» підготовки бакалаврів за напрямком 6.050903 - телекомунікації. Основу посібника становить теоретичний матеріал лекційних курсів схемотехнічних дисциплін для напрямків радіотехніка та телекомунікації, які читаються авторами протягом останніх 20 років у Вінницькому національному технічному університеті [1-7].

Навчальний посібник складається з 13 розділів, в яких послідовно розглядаються розділи дисципліни «Основи схемотехніки» відповідно до ГСВОУ ОПП 6.050903-2009. Зокрема теоретичний матеріал напрямків частини «Аналогова схемотехніка» (ППП.03.10) відображений у таких розділах посібника: Пасивні компоненти (КЗП.03.13) - розділ 1; Діодні схеми (КЗП.03.14) - розділ 2; Схеми на біполярних транзисторах (КЗП.03.15) - розділи 3, 7, 8, 9 і 10. Теоретичний матеріал напрямків частини «Інтегральна схемотехніка» (ППП.03.13) відображений у таких розділах посібника: Зворотний зв'язок (КСП.04.09) - розділ 5; Режими роботи підсилювачів (КСП.04.09) - розділ 6; Регулювання та живлення ОП (КСП.04.10) - розділ 11; Схеми на ОП (КСП.04.10) - розділи 12 і 13. Для покращення сприйняття матеріалу та систематизації термінології авторами посібника введено розділ 4 «Показники та характеристики аналогових електронних пристроїв».

Розглянуто схемотехніка каскадів підсилення різного призначення (попередні підсилювачі, підсилювачі потужності, підсилювачі постійного струму, вибірні підсилювальні каскади, корекція перехідних і частотних характеристик, спеціалізовані підсилювачі), виконаних на основі уніполярних і біполярних транзисторів та інтегральних операційних підсилювачів. У процесі оволодіння матеріалом посібника студенти повинні засвоїти основні положення теорії та отримати необхідний обсяг практичних навичок розробки та аналізу аналогових електронних пристроїв на дискретних та інтегральних активних приладах.

Навчальний посібник може бути корисним для студентів радіотехнічних і приладобудівних спеціальностей, а також для інженерів і радіоаматорів, які займаються розробкою, експлуатацією та технічним обслуговуванням аналогових електронних пристроїв.

Автори вдячні рецензентам доктору технічних наук, професору І. П. Лісовому, доктору технічних наук, професору О. Б. Шарпану, доктору технічних наук, професору Ю. К. Філіпському, корисні зауваження яких сприяли поліпшенню змісту книги.

1. ПАСИВНІ КОМПОНЕНТИ

1.1 Резистори

Класифікація й основні параметри резисторів

Згідно найбільш поширеній класифікації розрізняють такі типи резисторів (resistors):

1. Постійні резистори з фіксованим значенням опору, залежно від призначення бувають: загального застосування, точні, прецизійні, високочастотні, високоомні.

2. Змінні резистори (variable resistors) зі змінним значенням опору, залежно від призначення діляться на підстроювальні та регулювальні. Підстроювальні резистори використовують для точної установки опору в електричному колі, регулювальні використовують у процесі керування РЕА.

3. Спеціальні або нелінійні резистори (nonlinear resistors) - особлива група постійних резисторів, опір яких залежить від дії зовнішніх факторів, а саме: величини змінного струму або напруги (варистори), температури (терморезистори), світла (фоторезистори).

За принципом створення резистивного елемента резистори поділяють на дротяні й недротяні. У дротяних резистивним елементом є дріт зі сплаву з високим питомим опором. Дротяні резистори використовуються в РЕА тільки в особливих випадках. Основне застосування мають недротяні резистори: плівкові та об'ємні, у яких резистивні властивості створюються за допомогою плівок або об'ємних композицій з високим питомим опором. Плівкові й об'ємні резистори характеризуються меншою власною ємністю й індуктивністю, що дозволяє використовувати їх у широкому діапазоні робочих частот і виготовляти з більшим числом номіналів.

На рис. 1.1 подано позначення на електричних принципових схемах постійних резисторів (а, б) і підстроювального (в), а на рис. 1.2 подано позначення змінних резисторів.

а) б) в)

Рисунок 1.1 - Позначення на електричних схемах резисторів:

а) постійного, б) з відведенням, в) підстроювального

Номінальний опір резистора - це нормоване значення опору. Резистори виготовляються на різні номінали, стандартизовані відповідно до рекомендацій МЕК (Міжнародна електротехнічна комісія). Згідно ДСТУ 2382-94 встановлено шість рядів номіналів опорів: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192. Цифра вказує кількість номінальних значень у даному ряді. Змінні опори мають ряди номіналів: Е6, Е12, Е24.

а) б) в)

Рисунок 1.2 - Позначення на електричних схемах змінних резисторів:

а) звичайний, б) з відведеннями, в) із замикаючим контактом

Значення опорів можуть відрізнятися від номінальних в межах певних допусків. Ряд відхилень, що допускаються, є також нормалізованим. Допуск дають відповідно до ряду ±0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10; 20; 30%.

Номінальна потужність (power) розсіювання (Р_ном) вказує на допустиме електричне навантаження протягом тривалого часу при заданій стабільності опору. Потужність розсіювання визначається розмірами резистора, конструкцією та властивостями резистивного елемента. Часто користуються характеристикою питомої потужності розсіювання

, (1.1)

де - поверхня охолодження резистора.

Максимальна напруга (постійного струму), що тривалий час може бути прикладена до резистора,

. (1.2)

Пробивна напруга (voltage) характеризує електричну міцність (electrical strong) резистора. Звичайно пробій відбувається по поверхні між виводами і між витками при довжині резистора менш 5 см U_пр визначається з формули

, (1.3)

де - тиск навколишнього середовища, Па; - довжина резистора, см.

Температурний коефіцієнт (temperature coefficient) опору характеризує відносну зміну опору резистора під дією температури і позначається як ТКО або б_Т:

, (1.4)

де R₀ - опір резистора при номінальній температурі.

Значення опору резистора може бути обчислено за формулою

, (1.5)

де ДT - зміна температури відносно номінальної.

Власні шуми резисторів характеризують тепловий і струмовий шуми.

Тепловий шум - випадково змінюється електрична напруга на кінцях провідника внаслідок неупорядкованого теплового руху електронів.

Струмовий шум виникає при протіканні струму по провіднику та обумовлюється дискретною структурою струмопровідного елемента. При проходженні електричного струму відбувається місцеве нагрівання, що супроводжується порушенням контактів між одними частинами й утворенням контактів у результаті спікання між іншими. Через це флуктують значення опору та струму і на резисторі з'являється шумова складова напруги.

Вологостійкість резисторів визначається відносною зміною опору, що виникає після перебування резистора в камері вологості при Т=40°C і відносній вологості 95…98 % протягом заданого часу. Захисні покриття (лаки, емалі, пластмаси) повністю не вберігають резистор від впливу вологи. Вони затримують проникнення вологи на час, приблизно пропорційний квадрату товщини матеріалу покриття. Повний захист може бути досягнутий тільки за допомогою вакуумно-щільної герметизації.

Коефіцієнт старіння характеризує стабільність резисторів у часі

. (1.6)

Частотні властивості резисторів визначаються номінальним опором і розподіленими індуктивністю і ємністю. Опір резистора на змінному струмі залежить як від його номінального значення, так і від його ємності та індуктивності, що, в свою чергу, визначаються конструкцією резистора.

Маркування резисторів

На кожному недротяному резисторі вказуються номінальний опір, допустимі відхилення опору від номінального та тип резистора. Якщо рівень шумів резистора менше 1 мкВ/В, на ньому ставиться буква А.

Для резисторів прийнята спеціальна система скорочених позначень. Резистори постійного опору позначаються літерою С, змінного - СП, цифровий індекс указує на матеріал резистивного елемента (табл. 1.1).

Таблиця 1.1 - Позначення матеріалу резисторів

Постійні	Змінні	Тип резистора
С1	СП1	Вуглеродісті
С2	СП2	Металоплівкові, металоокісні
С3	СП3	Плівкові композиційні
С4	СП4	Об'ємні композиційні
С5	СП5	Дротові

Після дефіса зазначається номер розробки резистора.

Кодоване позначення номінального опору резисторів складається із цифр, що позначають номінальний опір, і літери, що позначає одиницю вимірювання опору.

Спеціальні резистори

Спеціальні або нелінійні резистори - це елементи із заздалегідь передбаченими та спрямованими змінами опору при наявності тих або інших впливів.

Варистори (varistors) - це елементи, опір яких значно зміняється при зміні прикладеної напруги. Їх основним призначенням є стабілізація та обмеження напруги.

Терморезистори (thermoresistors) - це термочутливі резистори, опір яких значно змінюється зі зміною температури.

За призначенням терморезистори діляться на такі групи:

- для вимірювання і регулювання температури;

- для термокомпенсації елементів електричного кола в широкому інтервалі температур;

- для систем теплового контролю;

- для вимірювання потужності НВЧ коливань;

За знаком ТКО терморезистори діляться на термістори та позистори.

Термістори (thermistors) характеризуються від'ємним ТКО (опір падає з ростом температури).

Позистори - це терморезистори з великим додатним ТКО.

Фоторезистори (photoresistors) - це дискретні світлочутливі резистори, принцип дії яких засновано на зміні провідності напівпровідникового матеріалу під дією випромінювання оптичного діапазону. Світлочутливий елемент фоторезистора виготовляється у вигляді прямокутної або круглої таблетки, спресованої з напівпровідникового матеріалу або тонкої плівки на скляній підкладці. Темновий опір R_T - опір фоторезистора при відсутності падаючого на нього випромінювання (при прикладеній робочій напрузі U_p і темновому струмі I_T R_T = U_p/I_T ).

Світловий струм I_СВ - струм, що протікає через фоторезистор при дії потоку випромінювання заданих інтенсивності та спектрального розподілу. Тоді опір освітленого фоторезистора R_СВ = U_p/I_СВ. Кратність зміни опору Kj=R_СВ/R_T.

Резистивний оптрон (resistive optron) - це комбінація світлодіода та фоторезистора в одному елементі. Дозволяє здійснювати передачу сигналів при відсутності електричного з'єднання в колі. Використовується для гальванічної розв'язки в сигнальних колах.

Тензорезистори (tensoresistors) - це елементи, електричний опір яких залежить від величини механічних деформацій. Розрізняють:

- дротові тензорезистори, у якості чутливого елемента мають ґратки з тонкого дроту діаметром 2...30 мкм;

- фольгові тензорезистори, мають ґратки з фольги товщіною 4..10 мкм;

- напівпровідникові тензорезистори, у якості чутливого элемента мають напівпровідник товщиною 20...50 мкм.

Тензочутливість резистора визначається виразом

, (1.7)

де , , і - довжина та опір тензочутливого елемента та їх приросту, відповідно.

Застосування резисторів у схемотехніці

Резистори у схемотехніці виконують одну з основних функцій - забезпечення зміщення робочої точки транзисторних каскадів за допомогою подільника напруги (рис. 1.3, а) або подільника струму (рис. 1.3, б), операцію додавання струмів або напруг (рис. 1.3, в), узгодження активних вхідних або вихідних опорів каскадів, а також спільно з реактивними елементами L або C утворюють ланки фільтрування або блокування, а також ланки корекції частотних і перехідних характеристик каскадів.

Для подільника напруги на рис. 1.3, а

. (1.8)

Для подільника струму на рис. 1.3, б

або . (1.9)

а) б)

в)

Рисунок 1.3 - Схемні рішення резисторних ланок подільника напруги (а) подільника струму (б) суматора струмів/напруг (в)

Для схеми на рис. 1.3, в матимемо

, (1.10)

звідки отримаємо

. (1.11)

Найбільш часто в практичній схемотехніці застосовують подільники напруги (divisors, voltage dividers) та регулятори напруги (voltage regulators), еквівалетна схема яких подана на рис. 1.3, а. Основним параметром подільника напруги є коефіцієнт передачі по напрузі

.

З урахуванням рівняння (1.8) в режимі холостого ходу рівняння коефіцієнта передачі (gain, carryover factor) має вигляд

.

Подільник напруги працюватиме на якесь навантаження (burden) , яке підмикається до нижнього плеча , що приводить до зменшення вихідної напруги . Тоді коефіцієнт передачі навантаженого подільника напруги становить

,

де - опір нижнього плеча навантаженого подільника напруги.

1.2 Конденсатори

Електричний конденсатор (capacitor) - це елемент, що являє собою систему з двох провідників (обкладинок), розділених діелектриком, і володіє властивістю накопичувати електричну енергію (ємністю). Ємність конденсатора С визначається відношенням накопиченого у ньому електричного заряду q до прикладеної напруги U: С = q/U. Одиниця вимірювання ємності: [С] = Ф (фарада).

Ємність (capacity) конденсатора залежить від матеріалу діелектрика, форми і взаємного розташування обкладинок.

Ємність плоского конденсатора, що складає з n обкладинок,

, (1.12)

де d - товщина діелектрика; S - площа обкладинок; - діелектрична проникність діелектрика.

Для циліндричного конденсатора ємність можна знайти за формулою

, (1.13)

де D₁ і D₂ - діаметри зовнішньої та внутрішньої циліндричних обкладинок; розмірності величин - [C] = пФ; [l, d] = мм; [S] = мм².

Загальна класифікація конденсаторів

За характером зміни ємності конденсатори ділять на декілька груп (рис. 1.4, 1.5).

Конденсатори постійної ємності - це конденсатори з фіксованою ємністю, що у процесі експлуатації не регулюється. Застосовуються у колах блокування, розв'язки по живленню, як перехідні, розділові, елементи фільтрів і коливальних контурів.

Конденсатори змінної ємності (КЗЄ) використовують для плавного настроювання коливальних контурів.

Підстроювальні конденсатори застосовують у колах, ємність яких повинна точно встановлюватися при разовому або періодичному регулюванні і не змінюватися в процесі експлуатації.

а) б) в)

Рисунок 1.4 - Позначення на електричних схемах конденсаторів постіної ємності: а) звичайного, б) оксидного полярного, в) оксидного неполярного

Рисунок 1.5 - Позначення на електричних схемах конденсаторів:

а) змінної ємності, б) налаштовувального

Нелінійні конденсатори, ємність яких визначається прикладеною напругою (вариконди) або температурою (термоконденсатори).

За іншу класифікаційну ознаку було обрано вид діелектрика. Залежно від виду діелектрика конденсатори можна розділити на елементи з органічним, неорганічним, газоподібним та оксидним діелектриком.

На принципових схемах конденсатори позначають латинською літерою С з порядковим цифровим або буквеним індексом.

Основні параметри конденсаторів

Питома ємність конденсатора - відношення ємності до об'єму або маси конденсатора. Цей параметр використовується при масогабаритній оптимізації конструкції.

Номінальна ємність конденсатора - ємність, яку повинен мати конденсатор відповідно до нормативної документації.

Номінальна робоча напруга (номінальна напруга - rated voltage) - максимальна напруга, при якій конденсатор може працювати у заданих умовах експлуатації протягом гарантованого строку служби. Як правило, вона вказується на конденсаторі.

Досліджувальна напруга - максимальна напруга, при якій конденсатор може перебувати без пробою протягом невеликого проміжку часу (від одиниць секунд до одиниць хвилин).

Пробивна напруга - мінімальна напруга, при якій відбувається електричний пробій конденсатора при швидкому дослідженні. Зазвичай перевищує номінальну в 1,5-3 рази.

Опір ізоляції - опір конденсатора постійному струму

, (1.14)

де I_ут - струм (current) утікання (leakage) або провідності (conductance). Найбільшим опором ізоляції (десятки тисяч мегаом) володіють плівкові конденсатори, найменшим - електролітичні оксидні.

Постійна часу конденсатора - добуток опору ізоляції і ємності конденсатора. Постійна часу є основною характеристикою якості конденсатора на постійному струмі. Розмірність [ф_с] = c (секунди). Для різних типів конденсаторів ф_с може становити від декількох хвилин до декількох діб і характеризує час, протягом якого напруга на конденсаторі зменшується в е разів (або до 37% від початкового значення).

Реактивна потужність (reactive power) конденсатора характеризує “навантажувальну” здатність конденсатора на змінному струмі.

Тангенс кута втрат () характеризує втрати енергії в конденсаторі при протіканні змінного струму. Втрати відбуваються в обкладинках і діелектрику, але основні втрати приходяться на діелектрик.

Величину, зворотну , називають добротністю конденсатора

. (1.15)

Сучасні конденсатори (крім електролітичних) мають дуже малі втрати .

Температурний коефіцієнт ємності (ТКЄ) характеризує зворотні зміни ємності конденсатора зі зміною температури. ТКЄ або б_с являє собою відносну зміну ємності при зміні температури на один градус

, (1.16)

де С₀ - ємність конденсатора при номінальній температурі.

Необоротні зміни ємності конденсатора під дією температури характеризуються коефіцієнтом температурної нестабільності ємності (КТНЄ)

. (1.17)

З підвищенням температури зменшуються також електрична міцність конденсатора і строк його служби. При зниженні атмосферного тиску відбуваються зменшення електричної міцності, зміна ємності внаслідок механічної деформації, порушення герметизації. При поглинанні вологи діелектриком збільшується ємність і зменшується опір ізоляції.

Маркування конденсаторів

Повне маркування конденсаторів містить: позначення типу конденсатора, номінальні ємність і напругу, допустиме відхилення ємності від номінальної (у процентах), групу ТКЄ, місяць і рік випуску. Маркування може бути літерно-цифровим або колірним.

Конденсатори постійної ємності маркіруються буквою К. Цифровий код позначення типів конденсаторів (залежно від діелектрика) наведений у табл. 1.2.

Таблиця 1.2 - Цифровий код позначення конденсаторів

Група конденсаторів	Код
1	2
Керамічні Uн ?1600 B Uн >1600 B	10 15
Скляні Склокерамічні Тонкоплівкові	21 22 26
Слюдяні малої потужності Слюдяні великої потужності	31 32
Паперові (Uн ? 2 кВ) Паперові фольгові Паперові металізовані	40 41 42
Оксидно-електричні, алюмінієві Оксидно-електролітичні Об'ємно-пористі Оксидно-напівпровідникові Оксидні неполярні	50 51 52 53 58
Повітряні Вакуумні	60 61
Полістирольні Фторопластові Поліетилентерефталатні Комбіновані Лакоплівкові Полікарбонатні Поліпропіленові	71 72 73 75 76 77 78

Конденсатори змінної ємності

Конденсатори змінної ємності (КЗЄ) - елементи радіоапаратури, призначені для зміни параметрів резонансних контурів.

Конструкція будь-якого конденсатора змінної ємності містить: систему нерухливих пластин (плоскі або циліндричні) - статор; систему рухливих пластин - ротор; корпус або підставку для складання всіх елементів конденсатора; напрямних обертального або поступального руху ротора; струмознімання. Як правило, статор ізолюють від корпуса, іноді ізолюють і ротор.

Єдиної класифікації КЗЄ немає. Можна лише вказати основні класифікаційні ознаки.

1) Призначення: вхідні та підсилювальні каскади приймачів, гетеродини приймачів, генератори передавачів, антенно-фідерні пристрої, вимірювальна апаратура і т.п.

2) Застосовуваний діелектрик - твердий, рідкий, газоподібний, вакуумний.

3) Закон зміни ємності: прямо ємнісний, прямо частотний,прямо хвильовий, логарифмічний, косинусоїдальний, за заданою функцією.

4) Величина ємності і діапазон частот. Розрізняють КЗЄ для діапазонів довгих, середніх, коротких, ультракоротких і дециметрових хвиль.

5) Форма електродів: пластинчаста, циліндрична, спіральна.

6) Вид переміщення електродів: поступальний, обертальний.

7) Спосіб зміни ємності: зміна площі перекриття пластин, зміна зазорів між пластинами, зміна діелектричної проникності діелектрика.

8) Кут повороту (для КЗЄ з обертальним переміщенням електродів): нормальний (приблизно 180°), розширений (більше 180°), рівний 90°.

9) Тип струмознімання: тертьовий, гнучкий, ємнісний.

Нелінійні конденсатори

Варикондами (varicond) називаються конденсатори з діелектриком зі спеціального сегнетокерамічного матеріалу, що володіє властивістю різко змінювати діелектричну проникність при зміні напруженості електричного поля. Ємність таких конденсаторів під впливом прикладеної до них змінної напруги може змінюватися в 4-6 разів.

Номінальні значення ємності варикондів визначаються при напрузі 5 В і частоті 50 Гц і для різних типів перебувають в інтервалі 100 пФ...0,1 мкФ. При збільшенні напруги ємність варикондів зростає, досягає максимального значення й потім знижується.

Ця властивість дозволяє застосовувати вариконди у якості підсилювачів змінного і постійного струмів, помножувачів частоти, стабілізаторів напруги, генераторів напруги, генераторів імпульсів й інших пристроїв.

Опір ізоляції постійному струму - не менш 10⁴ МОм.

Термоконденсатори призначені для роботи в якості вбудованих елементів у колах термостабілізації і термокомпенсації електронної апаратури.

1.3 Індуктивні компоненти

Індуктивні компоненти (inductive components) - це елементи, опір яких змінному струму має індуктивний характер (рис.1.6, 1.7). До індуктивних компонентів відносять: високочастотні котушки індуктивності, дроселі, трансформатори, магнітні головки для запису і зчитування аудіо, відео або цифрової інформації.

Високочастотні котушки індуктивності та дроселі

Залежно від призначення розрізняють:

- контурні котушки (coils), які утворюють разом з конденсаторами коливальний контур (oscillatory circuit);

- котушки зв'язку, які передають високочастотні коливання з одного кола до іншого;

- високочастотні дроселі (chokes), які перекривають шлях струмам високої частоти).

За конструктивними ознаками котушки можуть бути розділені на групи:

- за формою - циліндричні, спіральні, тороїдальні;

- за кількістю шарів намотки - одношарові або багатошарові;

- за наявністю осердя - із осердям або без осердя;

- за наявністю екрану - екрановані або неекрановані;

- за сталістю індуктивності - з постійною або змінною індуктивністю.

На принципових електричних схемах поруч з умовним графічним зображенням котушки індуктивності розміщують її символічне літерне позначення (латинська прописна буква L) с порядковим цифровим (іноді літерним) індексом. Значення індуктивності на схемі звичайно не вказують.

Дроселі мають таке ж графічне зображення, але позначаються літерами Др.

Індуктивність характеризує кількість енергії магнітного поля, що запасається котушкою, при протіканні по ній електричного струму. Одиниця виміру індуктивності - генрі (Гн).

а) б) в) г) д)

Рисунок 1.6 - Позначення на лектричних схемах котушок індуктивностей:

а) звичайна; б) з відведеннями; в) і г) з магнітопроводом; д) екранована

Індуктивність котушки залежить від її форми, розмірів і кількості витків, а також від властивостей осердя або екрана.



а) б) в)

Рисунок 1.7 - Позначення на електричних схемах котушок: а) змінної індуктивності (ферроваріометра); б) налаштовувальної; в) індуктивно звязаних

Добротність - це відношення реактивного опору котушки до її активного опору втрат

,

де r - еквівалентний опір втрат у котушці на частоті f.

За аналогією з конденсаторами втрати енергії в котушках індуктивності можна виразити тангенсом кута втрат

.

Власна ємність є паразитним параметром котушки індуктивності, вона збільшує втрати, зменшує стабільність, коефіцієнт перебудови контуру по частоті.

Температурний коефіцієнт індуктивності характеризує відносну зміну індуктивності котушки при зміні температури на 1°С

.

Звичайні циліндрічні котушки мають ТКІ у межах 30..50·10^-6 1/^оС, а котушки з керамічним каркасом 8..16·10^-6 1/ ^оС.

Стабільність параметрів котушок індуктивності залежить також від вологості, величини атмосферного тиску і т.п.

Дроселем високої частоти називають котушку індуктивності, що включається в коло для збільшення опору струмам високої частоти. Основні параметри: z_др - повний опір, R - опір постійному струму, C_др - власна ємність. Повний опір на робочих частотах повинен бути великим і мати індуктивний характер. Власна ємність дроселя визначє його критичну частоту , нижче якої розташовано робочий інтервал частот.

Серійно виготовляються дроселі типу ДМ з феритовим осердям. Інтервал індуквтиностей 1..500 мкГ. Максимально допустиме значення струму 60 мА.

Трансформатори

Трансформатором (transformer) називається елемент, призначений для одержання різних за амплітудою, потужністю і фазою змінних напруг, а також здійснення гальванічної розв'язки в електричному колі.

Основними елементами трансформатора є магнітопровід і розміщені на ньому обмотки. Позначення трансформаторів на електричних схемах подано на рис. 1.8,а-в.

За функціональним призначенням трансформатори діляться на три основні групи: трансформатори живлення (силові), сигнальні (узгоджувальні) та імпульсні.

Трансформатори живлення: перший елемент - літера Т; другий - літера або дві літери (А - трансформатор живлення анодних кіл, Н - трансформатор живлення накалювальних кіл, АН - трансформатор живлення анодно-накалювальних кіл, ПП - трансформатор для живлення напівпровідникової апаратури, С - силовий трансформатор для побутової апаратури); третій елемент (число) - номер розробки; четвертий елемент (число) - номінальна напруга живлення (110, 127, 220, 230 В); п'ятий елемент (число) - робоча частота (50, 60, 400, 1000 Гц); шостий елемент - літера або сполучення літер (В - всекліматичного виконання, ТС - для сухого тропічного клімату, ТВ - для вологого тропічного клімату).

а) б) в)

Рисунок 1.8 - Позначення на електричних схемах трансформаторів:

а) автотрансформатора; б) двообмоткового; в) багатообмоткового

Сигнальні трансформатори: перший елемент - літера Т; другий елемент - сполучення літер (ВТ - вхідний для транзисторної апаратури, М - міжкаскадний, ОТ - кінцевий трансформатор для транзисторних пристроїв); третій елемент - порядковий номер розробки. Наприклад, ТОТ-1 - вихідний трансформатор для транзисторної апаратури.

Імпульсні трансформатори: перший елемент - літера Т; другий елемент - літера И для імпульсів тривалістю 0,5…100 мкс, літери ИM для імпульсів тривалістю 0,02...100 мкс; третій елемент - порядковий номер розробки.

Кожна з груп трансформаторів має свої основні електричні параметри.

Для трансформаторів живлення: U₁ - напруга на первинній обмотці; n - коефіцієнт трансформації при розімкнутій вторинній обмотці (у режимі холостого ходу); P_н - номінальна потужність - сума потужностей вторинних обмоток; F - частота живильної мережі; КПД - коефіцієнт корисної дії. Існують ряди значень P_н і n.

Для сигнальних трансформаторів, крім перерахованих вище, виділяють такі параметри: смуга робочих частот, вхідний і вихідний імпеданс на робочих частотах, індуктивності обмоток, опори обмоток постійному струму, коефіцієнт нелінійних спотворень.

Специфічні параметри імпульсних трансформаторів: тривалість імпульсу, частота проходження імпульсів, амплітуда імпульсу на первинній обмотці, спад плоскої вершини вихідного імпульсу, тривалість фронтів вихідного імпульсу.

1.4 Запитання та завдання для самоконтролю

1. За якими групами класифікують резистори?

2. Що таке номінальний опір резистора?

3. Перелічте основні функції резисторів.

4. Від чого залежить електричний опір тензорезистора?

5. Виведіть рівняння коефіцієнтів передачі резистивних подільників напруги та струму.

6. Призначення та різновиди спеціальних резисторів?

7. Як визначається питома ємність конденсатора?

8. Призначення, різновиди та принцип дії конденсаторів постійної ємності.

9. Що являє собою вариконд?

10. Призначення, різновиди та принцип дії конденсаторів змінної ємності.

11. Від чого залежить індуктивність котушки?

12. Сформулюйте означення добротності а) конденсатора та б) котушки індуктивності. Наведіть відповідні рівняння та поясніть фізичний зміст змінних, які до них входять.

13. Дайте означення температурного коефіцієнту а) ємності та б) індуктивності та поясніть їх фізичний зміст.

14. Поясніть різницю між трансформатором і автотрансформатором.

15. Назвіть основні електричні параметри трансформаторів.

2. ДІОДИ І ДІОДНІ СХЕМИ

2.1 Класифікація і маркування діодів

Діодами називають двоелектродний прилад, основою якого є електронно-дірковий перехід. Виготовляються діоди з кремнію, германію або арсенід галію.

Конструктивно діод являє собою, наприклад, напівпровідник n-типу провідності в якому формується методом дифузії або іншим методом p-n перехід. Внаслідок цього на межі розподілу p і n областей утворюється p-область p- n переходу. Одна із областей (рис. 2.1), в даному випадку область p, характеризується більш високою концентрацією носіїв заряду і меншим об'ємом і називається емітерною областю, а інша характеризується значно меншою провідністю і називається базовою областю.

Рисунок 2.1 - Області діода

Тому при проходженні прямого струму носії інжектуються переважно з емітера в базу. База і емітер за допомогою спеціальних електродів емітерного (ЕЕ) і базового (БЕ), які забезпечують омічний контакт, з'єднуються з металевими виводами (ЕВ, БВ), за допомогою яких діод вмикається в електричне коло.

Основною властивістю діода є його одностороння провідність. В залежності від матеріалу із якого виготовляється база діоди можна розділити на германієві, кремнієві та арсенід галієві. Останні використовуються, як правило, для виготовлення надвисокочастотних діодів.

В залежності від діапазону робочих частот діоди можна розділити на низькочастотні з межевою частотою до 3 МГц, середньої частоти з межевою частотою від 3 МГц до 30МГц, високочастотні з межевою частотою від 30 МГц до 300 МГц і надвисокочастотні з межевою частотою більше 300 МГц.

В залежності від величини випрямленого струму діоди розділяються на малопотужні з допустимим струмом до 1 А, середньої потужності зі струмом від 1 А до 10 А та силові вентилі з величиною допустимого струму більше 10 А. В залежності від області використання розрізняють: випрямляючі, універсальні та імпульсні діоди; випрямляючі стовпи та блоки; стабілітрони, варикапи, високочастотні діоди, тунельні та зворотні діоди; імпульсні діоди, надвисокочастотні діоди і діоди Шоткі; світловипромінюючі діоди.

Для силових вентилів використовується окреме маркування.

Маркування малопотужних діодів та діодів середньої потужності

Як правило, використовують маркування, яке складається із 5 або 6 елементів. Перший елемент маркування - (буква або цифра), яка визначає матеріал, з якого виготовляється напівпровідниковий діод:

Г, 1 - германій; К, 2 - кремній; А, 3 - арсенід галію.

Якщо використовується цифра, то це вказує на те, що діод має покращені температурні характеристики.

Якщо використовуються букви, то допустима робоча температура для германієвих діодів становить 60⁰ С, для кремнієвих 85⁰ С. Якщо використовуються цифра, то допустима температура для германієвих діодів становить 70⁰ С, для кремнієвих - 120⁰.

Другий елемент характеризує область використання діода:

Д - випрямляючі універсальні імпульсні діоди;

Ц - випрямляючі стовпи і блоки;

С - стабілізатори і стабістори;

А - НВЧ діоди;

В - варикапи;

І - тунельні і обернені діоди;

Л - світловипромінюючі діоди.

Третій елемент (цифровий) характеризує призначення діода або його електричні властивості.

Маркування діодів низької, середньої та високої частоти

Випрямляючі діоди малої потужності (I_ср < 0,3А) - 1; середньої потужності (I_ср < 0,3…10А) - 2; універсальні (з граничною частотою до 1000 МГц) - 4;

Імпульсні діоди з часом відновлення зворотнього опору: більш як 150 нсек - 5; від 30 - 150 нсек - 6; від 5 до 30 - 7; від 1 до 5 нсек - 8; менше 1 нсек - 7.

Випрямляючі стовби: малої потужності (I_ср < 0,3А) - 1; середньої (I_ср = 0,3 - 10А) - 2; випрямляючі блоки: (I_ср < 0,3А) - 3, (I_ср = 0,3…10А) - 4.

Для стабілітронів і стабісторів:

Малої потужності (Р_{роз max} < 0,3Вт) U_ст<10В - 1; U_ст=10...99В - 2; з допустимою потужністю розсіювання менше 0,3 Вт і напругою стабілізації U_ст=100...199В - 3;

Середньої потужності (Р_макс - 0,3...5 Вт); U_ст < 10 В - 4; U_ст =10...99 В - 5;

U_ст=100...199В - 6;

Високої потужності (Р_макс - 2...25 Вт); U_ст < 10В - 7; U_ст =10...99В - 8;

U_ст=100...199В - 7.

Маркування надвисокочастотних діодів

Змішувальні - 1; детекторні - 2; параметричні - 4; регулюючі - 5; перемножувальні - 6; генераторні - 6.

Варикапи: підстроюючі - 1; помножувальні - 2.

Тунельні діоди: підсилюючі - 1; генераторні - 2; переключаючі - 3.

Зворотні діоди - 4.

Випромінюючі діоди: інфрачервоного діапазону - 1; видимого діапазону (світлодіоди) з яскравістю < 500 кд/м² - 3 ; >500 кд/м² - 4.

Четвертий і п'ятий елементи (цифрові) позначають порядковий номер розробки від 01 до 99 (за винятком стабілітронів).

У стабілітронів, які мають напругу стабілізації від 1 до 9,9 В і від 10 до 99 В четвертий і п'ятий елементи позначають напругу стабілізації в вольтах, а у стабілітронів, які мають U_ст=100...199В - додаткову до 100В.

У стабілітронів, які мають U_ст < 1В - 4 і 5 елементи означають десяті та соті частини вольта.

Шостий елемент (буква) - показує різновидність даної групи приладів, які відрізняються за одним або декількома параметрами, які не є класифікаційними.

У стабілітронів і стабісторів шостий елемент вказує на послідовність розробки.

Випрямляючі діоди великої потужності (I_ср > 10А), які називаються силовими вентилям, мають маркіровку, яка складається з 4-х елементів.

Перший елемент складається з 1 - 3 букв. Перша буква - В (вентиль) вказує на те, що прилад відноситься до класу силових вентилів. Друга буква вказує на належність приладу до групи лавинних (Л) або високочастотних (Ч ). Друга або третя буква В в першому елементі означає, що у вентилі використовується водяне охолодження.

Другий елемент (числовий) - відповідає граничному значенню прямого струму в амперах.

Третій елемент (числовий) - визначає клас вентиля. Число, яке характеризує клас вентиля, рівняється граничному значенню амплітуди зворотної напруги в вольтах, поділеної на 100.

Четвертий елемент (буквений) - характеризує групу до якої відноситься вентиль. Кожній групі А, Б, В і т.п. відповідає певне падіння напруги на відкритому вентилі при проходженні через нього максимального струму.

2.2 Параметри і характеристики діодів

Вольт-амперна характеристика діода

Властивостями p-n переходу визначаються всі найважливіші параметри і характеристики напівпровідникового діода. Реальна характеристика діода приведена на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 - Вольт-амперні характеристики діода:

1 - при електричному пробої, 2 - при тепловому пробої

В області малих струмів теоретична і реальна характеристика співпадають. При великих прямих струмах та при великих зворотних напругах характеристики розходяться, що є наслідком ряду причин, неврахованих при теоретичному аналізі процесів в p-n переході. При великих прямих струмах стає значним падіння напруги на омічному розподіленому опорі бази діода і опору електродів. При цьому напруга на p-n переході буде меншою напруги, прикладеної до діода, в результаті реальна характеристика розміщується нижче теоретичної і є майже лінійною. Рівняння реальної вольт-амперної характеристики яка враховує це падіння напруги має вигляд

, (2.1)

де r - опір бази та електродів діода.

При збільшенні зворотньої напруги струм діода не залишається постійним, рівним струму екстракції I₀, а повільно збільшується. Однією з причин росту зворотнього струму діода є термічна генерація носіїв в переході. Компоненту зворотнього струму через перехід, яка залежить від кількості генерованих в переході носіїв називають термострумом.

З підвищенням зворотної напруги внаслідок розширення переходу збільшується його об'єм, тому кількість носіїв, що генеруються в переході, зростає і термострум переходу зростає. Цей ефект проявляється укремнієвих діодів, які мають малий струм екстракції I₀.

Другою причиною зростання зворотного струму діода є поверхнева провідність p-n переходу, зумовлена молекулярними та іонними плівками різного походження, що покривають зовнішню поверхню переходу. В сучасних діодах поверхня переходу обробляється і захищається від зовнішніх впливів, тому струм втечі завжди значно менший термоструму.

Порівнюючи вольт-амперні характеристики з Si та Ge діодів, слід відзначити, що кремнієві діоди мають значно меншу величину зворотного струму через більш низьку концентрацію неосновних носіїв. З цієї ж причини пряма гілка вольт-амперної характеристики у Si діодів йде значно нижче, ніж у Ge діодів (рис.2.3).

Рисунок 2.3 - Вольт-амперні характеристики Si та Ge діодів

Пробій діода

При великій зворотній напрузі струм діода починає різко зростати. Це явище називається пробоєм. Відмітимо, що пробій супроводжується виходом з ладу діода лише в тому випадку, коли виникає надмірний перегрів переходу та виникають незворотні зміни його структури. Якщо ж потужність, що виділяється на діоді, підтримується на допустимому рівні, він зберігає дієздатність. Для деяких діодів пробій є основним режимом роботи.

Розрізняють пробій електричний та тепловий. В обох випадках ріст струму пов'язаний зі збільшенням кількості носіїв заряду в переході.

При електричному пробої ріст кількості носіїв, обумовлений цим полем і ударною іонізацією атомів решітки. При тепловому пробої збільшення струму обумовлено термічною іонізацією атомів.

При електричному пробої в результаті ударної іонізації починається лавинне розмноження носіїв і кількість носіїв n₀, що залишають перехід, виявляється більшою кількості носіїв n, що поступають до переходу. Це відношення називають коефіцієнтом лавинного розмноження

.

Досліди дають наступну залежність коефіцієнта лавинного розмноження від напруги

,

де U_л - напруга лавинного пробою, яка залежить від роду матеріалу, його питомого опору с і типу переходу.

Для ударної іонізації необхідна величина напруженості електричного поля 80…120 кВ/см . При більш значних напруженостях електричного поля (Е = 200 кВ/см) можливий тунельний пробій, зумовлений прямим переходом електронів із валентної зони в зону провідності, який проходить без зміни енергії електрона.

При електричному пробої можуть мати місце обидва механізми: тунельний і лавинний. Вольт-амперна характеристика (ВАХ) діода при електричному пробої показана на рис. 2.2 - крива 1.

Величина напруги пробою залежить від стану зовнішньої поверхні переходу, де можуть утворюватись заряди того чи іншого знаку, які зменшують чи збільшують результуючу напруженість поля біля поверхні порівняно з її значенням в об'ємі.

В даному випадку напруга пробою на поверхні може бути в декілька разів нижче, ніж по об'єму. Це підкреслює важливість стабілізації властивостей поверхні напівпровідника, захисту його від дії навколишнього середовища.

Тепловий пробій

Він виникає внаслідок нагрівання переходу струмом, що проходить через нього, при недостатньому тепловідводі, який забезпечує стійкість теплового режиму переходу.

В режимі постійного струму потужність, що підводиться до переходу, визначається величиною зворотної напруги U_зв і величиною зворотного струму І_зв

.

Ця потужність йде на нагрівання переходу, в результаті чого температура переходу зростає. При цьому зростає концентрація носіїв в p-n структурі і обернений струм переходу, що в свою чергу, приводить до збільшення потужності, що підводиться. Збільшення потужності викликає нове підвищення температури переходу і т. ін. ВАХ при тепловому пробої має вигляд (рис. 2.2 - крива 2). Вона має спадаючий характер, оскільки внаслідок росту температури переходу концентрація носіїв в ньому різко зростає і електричний опір переходу зменшується відносно швидше, ніж зростає струм переходу.

Вплив температури на характеристики діода

При збільшенні температури різко зростає концентрація неосновних носіїв в напівпровідниках і, як наслідок, зворотній струм переходу I₀, згідно з співвідношенням

.

Вольт-амперні характеристики діода для різних температур наведені на рис. 2.4.



Рисунок 2.4 - Вольт-амперні характеристики діода для різних температур

Пряма гілка характеристики змінюється з ростом температури відносно мало. Вплив температури на характеристики більш значніші в Ge діодів, оскільки вони мають меншу енергію іонізації, ніж Si і їх власна провідність з ростом температури зростає швидше. Максимальна температура Ge діода 80...100?С, для Si 150...200?С.

Мінімальна робоча температура визначається енергією іонізації акцепторних і донорних домішок і теоретично становить -200?С. Практично мінімальна робоча температура обмежується величиною - 60...70?С.

2.3 Напівпровідникові стабілітрони

Напівпровідникові стабілітрони - це діоди на зворотній гілці вольт-амперної характеристики яких є дільниця зі слабою залежністю напруги від струму, тобто стабілітрон працює в режимі електричного пробою. Величина напруги пробою, або напруга стабілізації, залежить від опору базової області діода. Якщо необхідно отримати напругу стабілізації до 3 В, то використовуються вузькі p-n переходи і має місце тунельний механізм пробою. Якщо необхідно отримати напругу стабілізації від 3 В до 7 В, то може використовуватись лавинний і тунельний механізми пробою. При напругах стабілізації більше 7 В використовуються широкі p-n переходи і лавинний механізм пробою. На електричних схемах напівпровідникові стабілітрони позначаються як показано на рис. 2.5.