DSCF0773

148

4.2 Półprzewodnikowe elementy i układy elektroniczne

niem termicznym diody. Najprostszym sposobem ograniczenia mocy rozpraszanej przez diodę Zene-ra jest ograniczenie wartości roboczego prądu Zenera /₂.

Typowym sposobem ograniczenia wartości prądu Zenera jest zastosowanie rezystora szeregowo połączonego z diodą.

Oprócz parametrów granicznych i współczynnika temperaturowego zmiany napięcia Zenera istotnymi parametrami diod Zenera są: rezystancja statyczna i dynamiczna (rys. 1).

Rezystancja statyczna diody R_z jest wyznaczana z prawa Ohma jako stosunek wartości napięcia na zaciskach diody do wartości prądu płynącego przez diodę. W obszarze napięć wstecznych, odległych od napięcia Zenera, prąd płynący przez diodę jest relatywnie bardzo mały, zatem jej rezystancja statyczna jest stosunkowo duża. Rezystancja ta zaczyna maleć w obszarze napięcia przebicia złącza PN, ponieważ zaczyna płynąć coraz to większy prąd przy stosunkowo niewielkiej zmianie napięcia na diodzie.

Rezystancja statyczna diody Zenera nie jest stała

i zależy od wyboru punktu pracy.

Rezystancja dynamiczna r₂ diody jest definiowana jako stosunek przyrostu napięcia na diodzie do przyrostu prądu, który jest wywołany przez ten przyrost napięcia. Podobnie jak rezystancja statyczna, rezystancja dynamiczna nie jest stała. Jej wartość zmienia się w zakresie pojedynczych Q w obszarze przebicia do setek MQ w pozostałym obszarze. Rezystancja dynamiczna diod Zenera w danych katalogowych podawana jest zwykle dla określonej wartości prądu Zenera, np. 5 mA.

—--U

O_z

Rys. 1. Ilustracja sposobu wyznaczania rezystancji statycznej R_z i dynamicznej diody Zenera r_z

IT	_Oz	r auz i
■	ifj	1 ^7 A/z 1

R_z    - rezystancja statyczna

Oz, l_z - wartości napięcia i prądu w punkcie pracy w zakresie przebicia złącza r_z    - rezystancja dynamiczna w punkcie pracy

AU_z, Al_z - wartości przyrostów napięcia

i prądu w otoczeniu punktu pracy

krzem

metal warstwa zaporowa ° przewodnictwie typu ta

orafśczPY

Rys. 2. Idea konstrukcji diody Schottky'ego

Zastosowania diod Zenera

Diody Zenera znajdują najczęściej zastosowanie jako źródła napięcia odniesienia w układach stabilizatorów napięcia. Układy stabilizacji napięcia służą do zasilania innych układów napięciem stałym o wartości niezależnej od chwilowego poboru prądu przez te układy. Układ stabilizatora napięcia ma zatem właściwości zbliżone do idealnego źródła napięcia. Istotnymi parametrami diod Zenera stosowanymi w stabilizatorach napięcia są: rezystancja dynamiczna r_z i temperaturowy współczynnik zmiany napięcia Zenera a_z.

Zdolność diod Zenera do ograniczania napięcia wykorzystywana jest do ochrony przepięciowej w układach pomiarowych, cyfrowych, a także w tranzystorach MOSFET.

Diody Schottky’ego

Złącze typu PN wytwarzane jest samoistnie na granicy obszarów tego samego półprzewodnika, jakkolwiek różniących się typem przewodnictwa. Złącze takie wykazuje asymetryczne właściwości przewodzenia prądu elektrycznego zależne od kierunku polaryzacji złącza (rozdz. 4.2.2). Cecha ta określana jest jako zdolność prostowania prądu. Właściwości prostownicze nie są wyłączną domeną złącz PN. Podobne właściwości odkrył Schottky, badając złącze typu metal-półprzewodnik o przewodnictwie typu N (rys. 2). Złącze to wytwarzane jest samoistnie w wyniku zjawiska migracji elektronów swobodnych z półprzewodnika typu N do war-