Принцип роботи стабілітрона
Конструктивно стабілітрон подібний до звичайних площинних кремнієвих діодів.
Основна особливість стабілітрона полягає в тому, що він спеціально призначений для роботи при зворотній напругі, що перевищує напругу пробою p-n переходу. Такий режим роботи стає можливим, якщо вжити заходів для запобігання перегріву p-n переходу зворотним струмом (підсилити тепловідведення від переходу, обмежити величину зворотного струму зовнішнім опором).
Стабілітрон виготовляється на основі p - n переходу, процеси в якому ґрунтуються на явищах тунельного або лавинного пробоїв p - n переходу, і який містить на зворотній гілки ВАХ ділянку з малим опором при певній напрузі - це напруга і буде напругою стабілізації
У режимі лавинного пробою незначне збільшення зворотної напруги призводить до різкого зростання кількості вільних електронів і дірок за рахунок ефекту Зенера та ефекту лавинного множення. Ефект лавинного множення полягає в тому, що носій заряду, що швидко рухається, - дірка або електрон - при зіткненні може передати частину своєї енергії валентному електрону, перекинувши його в зону провідності. У результаті створюється нова пара носіїв заряду – електрон у зоні провідності та дірка у валентній зоні, які у свою чергу можуть передати енергію іншим електронам тощо. При достатній величині зовнішнього поля процес набуває лавинного характеру, зворотний струм різко збільшується.
Іншим механізмом роботи стабілітрона є тунельний пробою.
Вольтамперна характеристика стабілітрону представлена на рис. .
Стабілітрон виготовляють, як правило, на основі слаболегованого кремнію.
При подачі великої зворотної напруги, яка відповідає наенергетичній діаграмі великого зміщення енергетичних зон, в p - n переході утворюється велике прискорююче поле для неосновних носіїв заряду. Неосновні носії прискорюються в полі p - n переходу та іонізують атоми основної речовини, які у свою чергу прискорюються в цьому ж полі та іонізують інші атоми. При цьому кількість рухомих носіїв різко (лавиноподібно) зростає і струм через p - n перехід у зворотному напрямку різко зростає. Зворотний струм обмежується лише зовнішніми елементами електричного кола. При цьому напруга на стабілітроні практично не змінюється.
При малих напругах стабілізації
І він обмежується лише зовнішніми елементами електричного кола.
При цьому напруга на стабілітроні практично не змінюється.