Варикапы

В этих приборах используется барьерная емкость p – n-перехода, которой можно управлять с помощью подаваемого напряжения. При подаче обратного напряжения p – n-переход представляет собой конденсатор, диэлектриком которого служит высокоомный запирающий слой с низкой концентрацией носителей заряда, а обкладками – полупроводниковый материал по обе стороны от него, сохраняя высокую проводимость.

Е

Рисунок 29 – Зависимость

барьерной емкости от U_обр

мкость такого конденсатора, называемая барьерной, определяется обратным напряжением U_обр и уменьшается с его увеличением, так как запирающий слой расширяется, что равносильно увеличению расстояния между электродами. Основная характеристика варикапа – вольт-фарадная U = f(С) – рисунок 29.

Основные параметры варикапа:

• С_B – емкость до нескольких сотен пикофарад;

• минимальная емкость;

• R = C_max / C_min (от 2 до 18) – коэффициент перекрытия по емкости;

• Q_B = x_c / R_пот – добротность,

где x – реактивное сопротивление варикапа,

R_пот – сопротивление потерь;

• ТКЕ – температурный коэффициент емкости.

Применяются варикапы для генерации и усиления вплоть до СВЧ в качестве конденсаторов переменной емкости. Работают варикапы при обратном смещении.

Туннельные диоды

К туннельным диодам относятся диоды, у которых за счет туннельного эффекта на прямой ветви вольт-амперной характеристики существует область с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Туннельные диоды изготавливают из полупроводниковых материалов с высокой концентрацией примеси, называемых выращенными полупроводниками. Запирающий слой в них уже, чем в обычных диодах (0,1…0,2 мкм), чем объясняется значительно большая напряженность электрического поля, обусловленная контактной разностью потенциалов (до 10⁶ В / см).

В

1

3

Основные параметры туннельных диодов:

• U_п, I_п – напряжение и ток пика;

• U_в, I_в – напряжение и ток впадины;

• I_п / I_в – отношение токов;

• U_Р – напряжение, равное прямому

напряжению, большему U_в, при

котором ток равен пиковому;

тонких p – n-переходах увеличивается вероятность туннельного прохождения электронов сквозь тонкий потенциальный барьер. Вольт-амперная характеристика туннельного диода приведена на рисунке 30.

Рисунок 30 – ВАХ туннельного диода

I_п

I_в

2

U_п

U_в

U_Р-Р

U_пр

• максимальная частота (до 10¹⁰ Гц).

Туннельные диоды применяют для усиления и генерирования электрических колебаний в диапазоне СВЧ, в импульсных схемах переключателей, запоминающих устройствах.