3. Параметры тиристоров

1. Напряжение включения (U_вкл) – это такое напряжение, при котором тиристор переходит в открытое состояние.

2. Повторяющееся импульсное обратное напряжение (U_o6p.max ) - это напряжение, при котором наступает электрический пробой. Для большинства тиристоров U_вкл = U_o6p.max.

3. Максимально допустимый прямой, средний за период ток.

4. Прямое падение напряжения на открытом тиристоре (U_np = 0,5/1В).

5. Обратный максимальный ток – это ток, обусловленный движением неосновных носителей при приложении напряжения обратной полярности.

6. Ток удержания – это анодный ток, при котором тиристор закрывается.

7. Время отключения – это время, в течение которого закрывается тиристор.

8. Предельная скорость нарастания анодного тока. Если анодный ток будет быстро нарастать, то p-n переходы будут загружаться током неравномерно, вследствие чего будет происходить местный перегрев и тепловой пробой .

9.   Предельная скорость нарастания анодного напряжения. Если предельная скорость нарастания анодного напряжения будет больше паспортной, тиристор может самопроизвольно открыться от электромагнитной помехи.

10. Управляющий ток отпирания – это ток, который необходимо подать, чтобы тиристор открылся без «колена».

11. Управляющее напряжение отпирания – это напряжение, которое необходимо подать, чтобы тиристор открылся без «колена».

2. Варикапы

2.1. Понятие о варикапе

Варикапом называется полупроводниковый нелинейный управляемый конденсатор, сконструированный таким об­разом, чтобы потери в диапазоне рабочих частот были минимальными.

2.2. Принцип действия варикапов

Изменяя напряжение на варикапе, подключенном к коле­бательному контуру, можно обеспечить дистанционное и безинерционное управление резонансной частотой контура. Нелинейность емкости p-n перехода позволила создать новые типы радиотехнических устройств - параметрические уси­лители, схемы умножения и деления частоты и др. Основные области применения барьерной емкости р-n перехода следующие:

— усиление и генерация СВЧ сигналов (так называемые параметрические диоды);

— умножение частоты в широком диапазоне частот, включая СВЧ (умножительные диоды, работающие иногда и в области диффузионной емкости);

— электронная перестройка частоты колебательных контуров в диапазонах KB, УКВ, ДЦВ (собственно вари­капы);

— в системах автоматики (варикапы с большими вели­чинами номинальной емкости, не менее 1000 пФ).

Рассмотрим принцип действия варикапов. Величина объемного заряда Q₀ зависит от приложенной к переходу разности потенциалов U. Это свидетельствует о том, что переход имеет некоторую емкость.

Во всех перечисленных работах рассматривается одномерная модель  p-n перехода, и зависимость С = f (U) в общем виде получается путем решения уравнения Пуассона:

, (1)

где ρ плотность объемного заряда, которую можно запи­сать следующим образом:

. (2)

После ряда упрощений и решения уравнения Пуассона получается выражение для барьерной емкости p-n перехода:

C=εε₀S4πd, (3)

где S-площадь p-n перехода, d-ширина области объемного заряда (ширина p-n перехода).

Таким образом, емкость p-n перехода равна емкости плоского конденсатора с площадью пластин, равной площади p-n перехода, и с расстоянием между пластинами равной ширине области объемного заряда.

Для сплавных p-n переходов (т. е при ступенчатом изменении примесей)

(4)

(5)

Для диффузионных переходов (т. е в случае линейного распределения концентрации примесей) с градиентом примесей а:

(6)

Для большинства реальных p-n переходов справедливо соотношение

, (7)

где А - постоянный для этого случая коэффициент, а n лежит в пределах

Концентрации примесей в частях полупроводника, содер­жащего  p-n переход, как правило, резко отличаются: Если исходный материал имеет электронную проводимость, то концентрация акцепторов в области p на несколько поряд­ков больше концентраций доноров в n-области. В этом слу­чае можно считать, что объемный заряд проникает лишь в n-область.