3. Варикапы

Варикапы - это полупроводниковые диоды, которые используют в каче­стве электрически управляемой емкости. Их принцип действия основам на свойстве барьерной емкости обратно смещенного р-n перехода изменять свою величину в зависимости от приложенного к нему напряжения. Эта зависи­мость приведена на вольт-фарадной характеристике варикапа (рисунок 2.9).

Варикапы широко используют в схемах с электронным управлением частотой генераторов в системах автоматического управления.

Основные параметры варикапов:

1. Добротность Q_c - добротность конденсатора, роль которого выполняет варикап.

Рис. 2.9 Вольт-фарадаая характеристика варикапа.

При низких частотах:

где R_обр - сопротивление обратно смещенного р-n перехода.

На высоких частотах:

где г_s - сопротивление прямо смещенного р-n перехода.

Рабочий диапазон частот варикапа ограничивается значениями:

2) Номинальная емкость варикапа С_ном -- барьерная емкость варикапа при заданном напряжении смещения.

3 ) Коэффициент перекрытия емкости к_С

4 ) Температурный коэффициент емкости варикапа:

ТКС характеризует относительное изменение номинальной емкости варикапа при изменении его температуры на один градус.

4. Светодиоды

Светодиодами называют приборы с р-n переходами, которые излучают свет при протекании через них прямого тока. Светодиоды являются источниками некогерентного излучения. На рис. 2.10а приведена схема включения светодиода при непрерывном, а на рис. 2.106 - при .импульсном излучении.

Рис. 2.10

Одним из основных параметров светодиодов является длина волны  излучаемого света, определяющая цвет свечения - красный, желтый, зеленый или инфракрасный диапазон. Эта длина волны зависит от ширины запретной зоны между разрешенными уровнями орбит электронов в полупроводнике. Реально переход носителей происходит не между двумя уровнями, а между несколькими близко расположенными уровнями. Это приводит к некоторой размытости спектра излучения светодиодов.

Другим важнейшим параметром светодиодов является их к.п.д. - . К.п.д. светодиодов определяется как отношение мощности, излучения к электрической мощности подводимой к прибору. На практике достигнутое значение к.п.д. не превышает 1%.

Еще одним важнейшим параметром светодиодов является мощность излучения . Отличительным свойством светодиодов является их безинерционность, что позволяет им работать на частотах до 100 мГц.

Важным практическим параметром светодиодов является их номиналь­ная и максимальная величины прямого тока I_ном и I_max. Для ограничения токов через светодиоды служат ограничительные резисторы: r_o  Е_пит / I_ном.

5. Фотодиоды

Фотодиодом называют полупроводниковый прибор с p-n переходом, вольтамперная характеристика которого изменяется при воздействии светового излучения. Структуры светодиодов приведены на рис.2.11.

Рис. 2.11

На рисунке 2.12. приведены вольт-амперные характеристики фотодиода при разных значениях светового потока.

Рис.2.12.

При освещении фотодиода сопротивление обратно-смещенного p-n перехода уменьшается, и ток через него возрастает. Через затененный фотодиод протекает небольшой тепловой ток. Для германиевых диодов он равен 10….20 мкА, а для кремниевых 1…2 мкА. Фотодиоды обладают большой чувствительностью.