Стабилитроны - это кремниевые диоды, специально сконструированные для работы в так называемой области пробоя. По этой причине их также называют диодами стабилизатора напряжения.
Максимальное номинальное напряжение указывает, какое обратное напряжение может выдержать диод до того, как произойдет пробой. Для большинства это не менее 50 В. Обычные диоды с обратным смещением имеют обратный ток, который настолько мал, что равен нулю, так что диод ведет себя аналогично разомкнутой цепи. Однако при превышении максимального номинального напряжения возникает большой обратный ток, и диод разрушается. Это разрушение происходит при так называемом обратном напряжении пробоя или пиковом обратном напряжении (PIV). Стабилитроны созданы для оптимальной работы, когда они смещены в обратном направлении и вместо того, чтобы быть разрушен, будет проводить электричество в условиях, когда нормальное напряжение пробоя диода достиг. Напряжение пробоя стабилитрона может составлять от 2 до 200 В.
Диоды способны поддерживать постоянное выходное напряжение при изменении тока в цепи, тем самым стабилизируя напряжение при различных нагрузках. Поэтому их чаще всего используют в качестве регуляторов напряжения для слаботочных цепей. Они могут защитить цепи от скачков напряжения, перегрузок или статического электричества. Стабилитроны также часто используются для создания опорных напряжений для схем усилителя.
Для регулирования напряжения стабилитроны помещаются в цепи с обратным смещением параллельно нагрузке, как показано.
Диоды работают на так называемом эффекте Зенера. P-n-переход сильно легирован, что приводит к его сужению и возникновению сильного электрического поля. При обратном смещении это интенсивное электрическое поле вызывает ионизацию, при которой электроны отрываются от своих валентных орбит, так что они становятся свободными и могут течь.