Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
СТАБИЛИТРОН
СТАБИЛЬНОСТЬ
ранена возможность пробоя по поверхности, а полупроводниковый материал имеет повыш. однородность уд. сопротивления р. В области малых напряжений «ступенька* тока определяется в осн. геиерац. процессами в базовой области на расстоянии диффузионной длины от р+ — гс-перехода («той насыщения»). При больших напряжениях определяющей становится генерация в области пространственного заряда (ОПЗ) р — л-перехода, к-рая расширяется с ростом напряжения. В точке А напряжённость поля ОГІЗ в области максимума достигает величины, при к-рой рост обратного тока уже определяется ударной либо туннельной ионизацией, а в точке В при U — Unp происходит пробой и наклон характеристики резко меняется. Этот наклон зависит от мв. факторов: от вида пробоя, его однородности, величины уд. сопротивления материала и т. д. Для кремниевых р — «-переходов, напр., до напряжения Un р $5 В определяющим является туннельный, а при С/др S 7 В — лавинный пробой, дающий значительно более крутой наклон ВАХ. Однако лавииный пробой развивается, как правило, неоднородно по площади, а в локальных участках — в областях т. н. микроплазмы, где имеются значит, искажения поля в ОПЗ, происходящие из-за разл. рода дефектов, а также неоднородностей поля, связанных с неоднородностью легирования.
BAX С. после участка AB становится практически линейной, поскольку при большом напряжении практически все областн микроплазмы находятся в стабильном проводящем состоянии и их линейные характеристики суммируются.
Осн. параметрами С. являются: дииамич. сопротивление Ra — dUjdl пря / = /ст; статич. сопротивление R — f/CT//CT; коэф. качества Q = Лд/Л; температурный коэф. напряжения TKH = dUCT/dT.
Напряжение стабилизации Ucт связано с напряжением пробоя, ио не равно ему, т. к. BAX имеет определ. крутизну. Для однозначного определения Ucs задаются некоей определ. величиной тока / — ^CT так, чтобы эта точка была за участком AB. Отклонение тока от этой величины будет приводить к изменению напряжения иа диоде; динамнч. сопротивление Лд = dU/dl харан-теризует степень стабилизации. Статич. сопротивление R характеризует потери в диоде в заданной рабочей точке. Коэф. качества
Q= (I CT/U cv)dU/dI
представляет собой отношение относит, изменения напряжения иа С. к относит, изменению тока. Качество С. тем выше, чем меньше Q. Очень важный параметр — температурный коэф. напряжения. В случае лавинного пробоя Unр с темп-рой возрастает; это происходит из-за уменьшения ср. длииы свободного пробега носителей вследствие возрастания рассеяния на фононах решётки. Поскольку с уменьшением длииы свободного пробега носителей заряда энергия, достаточная для ионизации решёткн, может быть иабрана в более сильном поле, напряжение пробоя растёт с темп-рой, причём скорость роста довольно велика (TKH — 0,4%/К). При туннельном пробое ?/Пр, наоборот, уменьшается с ростом темп-ры из-за уменьшения ширины запрещённой зоиы; характерная величина TKH ~ 0,03-^0,07%/К. Минимальный TKH имеют кремниевые С. с Unp — 5-г-7 В, когда туннельный и давиниый пробой развиваются одновременно.
У выпускаемых промышленностью С. напряжение стабилизации лежит в диапазоне 2,24-200 В, ток стабилизации — от долей миллиампера до единиц ампер. Осн. полупроводниковым материалом для С. является кремний, оси. технол. методы изготовления P+ — п—
— п+-структуры — термодиффузия примесей, сплавление, эпитаксия.
Лит.: Федотов Я. А., Основы физики полупроводниковых приборов, 2 и ВЦ., М., 1970; Грехов И. В., Cepem-кии Ю. H.. Лавинный пробой р-n-пере хода в полупроводни-DOV ках, Л., 1980. И. В. Грехов.
СТАБИЛЬНОСТЬ ЧАСТОТЫ — основная характеристика периодич. процессов, а также характеристика приборов и устройств, генерирующих периодич. колебания (см. Автоколебания). С. ч. характеризуется зави* симостыо частоты от времени. Измерение С. ч. сводится к сравнению частоты данного генератора с частотой более стабильного источника, наир, с образцовой мерой частоты или с эталоном частоты. Результат сравнения зависит от затраченного времени. Это значит, что С. ч. данного источника колебаний не является вполне определённой величиной. Различают кратковременную С. ч., отображающую влияние флуитуац. процессов, и долговременную С. ч., зависящую от изменений параметров генератора колебаний вследствие внеш. воздействий. Иногда говорят об а б-солютиой и относительной С. ч., имея в виду соответственно изменение значения частоты генератора при многократных включениях и выключениях и изменение значения частоты генератора при его непрерывной работе. Последняя может быть определена не только путём сравнения с эталоном, ио н измерением автокорреляции частоты генерируемого колебания.
С. ч. называют естественной, если она ограничена флуктуациями, возникающими внутри источника колебаний, напр, вследствие тепловых движений вли флуктуаций тока (см. Дробовой шум). С. ч., определяемую изменеииямн параметров генератора под влиянием внеш. воздействий, называют технической. Исследования С. ч. показывают, что естеств. С. ч. связана с шириной спектральной линии генератора, а технич. С. ч.— с медленными или скачкообразными изменениями его параметров. Напр., С. ч. водородного генератора ограничивается медленным старением защитной плёнкн, уменьшающей влияние поверхности стеиии ва ударяющиеся о неё атомы водорода.
