«А»: Прежде всего в том, что функции диодов совершенно не исчерпываются функциями детектирования и выпрямления. Более того, имеется значительное количество различных типов диодов, которые НИКОГДА не используются в качестве выпрямителей или детекторов! Тем не менее современная электроника без них обойтись не в состоянии. Не так ли, дорогой Спец?

«С»: Совершенно с вами согласен. Об этом и поведем разговор. Но, прежде чем это сделать, приведем вольт-амперную характеристику (ВАХ) для кремниевого диода малой мощности. Обратите внимание, что обратная ветвь характеристики при достижении некоторого Uобр, имеет участок параллельный оси ординат (рис. 11.3, а).

«Н»: Чудеса, да и только! Это что же выходит? При одном и том же напряжении ток может изменяться вдвое?

«А»: Ну почему вдвое? А в пять, в десять раз при том же напряжении не хочешь?

«Н»: Минуточку, а как же тогда быть с законом Ома?…

«С»: Твой вопрос, Незнайкин, не застал меня врасплох! Но прошу внимательно взглянуть на рис. 11.3, б…

«А»: На обратной ветви я вижу ДВЕ кривые!

«С»: Да. И они соответствуют двум различным видам (механизмам) ПРОБОЯ р-n– перехода. Первый — это так называемый ЛАВИННЫЙ пробой (кривая 1). Второй — ТЕПЛОВОЙ пробой. Сразу оговорю, что если судьба какого-либо диода пошла по кривой 2, то единственное, что здесь можно сделать — это как можно быстрее выпаять его из схемы и сдать на металлолом! Поскольку это означает тепловое разрушение кристалла и, естественно, расплавление р — n– перехода!

«А»: А если карты выпадут так, что ВАХ пойдет по кривой 1?

«С»: Тогда все не так страшно! Как вообще проявляет себя пробой р-n– перехода? Он проявляется, прежде всего, в резком увеличении тока, протекающего в обратном направлении. Это бывает при достижении определенного КРИТИЧЕСКОГО значения ОБРАТНОГО напряжения. Если подходить очень строго, то существуют три вида пробоя перехода: лавинный, туннельный и тепловой. Просто в силу ряда причин практического характера мы оставляем пока без рассмотрения туннельный пробой…

«Н»: Ну, а лавинный и тепловой?

«С»: А вот о них поговорим обязательно! В основе механизма лавинного пробоя лежит явление лавинного размножения подвижных носителей электрического заряда в сильном электрическом поле р-n– перехода! То есть электрон и дырка, ускоренные электрическим полем, могут разорвать одну из ковалентных связей нейтрального атома полупроводника, в результате чего образуется новая электронно-дырочная пара. Которая тоже ускоряется под воздействием электрического поля. В результате этой УДАРНОЙ ионизации развивается ЛАВИНА подвижных носителей заряда, что приводит к резкому увеличению обратного тока.

«А»: Но ведь ток во внешней цепи регулируют резистором?

«С»: Да, вот именно! В отличие от чисто теплового пробоя…

«Н»: А как используется лавинный пробой?

«С»: Взгляни еще раз на нижний рисунок. А именно, сравни между собой точки кривой 1 — «А» и «Б». Что ты видишь?

«Н»: Только то, что значения напряжения для точек «А» и «Б» практически одинаковы, а ток через них, между тем, проходит совершенно различный!

«С»: Ну вот тебе и чисто практическое применение эффекта — СТАБИЛИЗАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЯ! Чтобы было понятнее, я изобразил здесь простейшую схему параметрического стабилизатора напряжения (рис. 11.4).

В зависимости от типа СТАБИЛИТРОНА (а именно так называются полупроводниковые диоды, в которых используется участок А-Б обратной ветви характеристики) мы выбираем исходную величину напряжения стабилизации, которая более всего подходит нам в каждом конкретном случае.

«Н»: И это могут быть любые напряжения?

«А»: Не совсем, Незнайкин! Есть некий стандартный ряд. Вот, например, для стабилитронов общего применения: 3,3 вольта; 3,9 В; 4,7 В; 5,6 В; 6,8 В; 7,5 В; 8,2 В; 9,1 В; 10 В и т. д.

«С»: Ты, очевидно, имеешь в виду серию КС133, КС147, КС156, КС168 и все такое прочее? Да, действительно, эти миниатюрные стабилитроны неплохо зарекомендовали себя в работе. Как и двуханодные стабилитроны типа КС162, КС175, КС182, КС191 и т. д.