Напівпровідникових стабілітронів називають кремнієвий діод, здатний тривалий час працювати в області лавинного пробою p-n переходу при додатку зворотного напруги [13, 21].
Пряма гілка ВАХ стабілітрона нічим не відрізняється від ВАХ звичайного кремнієвого діода, а зворотна гілка через спеціальної конструкції і малій концентрації домішок в p-n переході володіє «жорсткої» формою в зоні електричного (лавинного) пробою. Вид ВАХ стабілітрона представлений на рис. 5.1.
Мал. 5.1. Вольтамперная характеристика стабілітрона
У зоні лавинного пробою на робочому ділянці характеристики напруга на стабілітроні змінюється досить мало. Межі робочої ділянки визначаються з одного боку мінімальним струмом стабілізації IСТ.МИН. при якому виникає стійкий лавинний пробій, а з іншого боку максимальним струмом стабілізації Iст.мах. при якому p-n перехід нагрівається до гранично допустимої температури.
Основними параметрами стабилитронов є:
- номінальну напругу стабілізації Uст.ном;
- номінальний струм стабілізації Iст.ном;
- допустима потужність розсіювання Рст;
- динамічний опір Rст;
- температурний коефіцієнт стабілізації напруги (ТКСН).
Номінальна напруга стабілізації Uст.ном залежить від температури p-n переходу і визначається при заданих умовах охолодження і номінальному струмі Iст.ном.
Допустима потужність розсіювання РСТ = Uст × IСТ.МАКС. встановлюється для тривалого режиму роботи. Вона залежить від інтенсивності охолодження, і може бути збільшена установкою стабилитрона на радіатор (якщо це передбачено конструкцією корпусу стабилитрона).
Динамічний опір визначає якість стабилитрона. Чим менше динамічний опір, тим менше змінюється напруга на робочому ділянці ВАХ стабілітрона, і тим точніше підтримується стабілізовану напругу.
Температурний коефіцієнт стабілізації напруги (ТКСН) визначається за формулою:
де Dt = tмакс - tмін - різниця температур навколишнього середовища, при яких експлуатується стабілітрон.
Високовольтні стабілітрони мають позитивний ТКСН, а низьковольтні - негативним. Це пояснюється відмінністю в механізмах лавинного пробою «широких» високовольтних і «вузьких» низьковольтних p-n переходів.