Варикап.

Емкость PN-перехода уменьшается с увеличением обратного напряжения. Это свойство PN-перехода используется для построения электронных схем, в которых изменение электрической емкости производится путем изменения управляющего напряжения (схемы настройки резонансных контуров и т.п.). Для этих целей были разработаны специализированные диоды – варикапы, максимальная емкость которых составляет 5-300 пФ, а отношение минимальной и максимальной емкости при изменении управляющего напряжения составляет 5:1.

Основной характеристикой варикапа является вольт-фарадная характеристика.

Это зависимость емкости варикапа от значения приложенного к нему обратного напряжения. С_В = f(U_ОБР).

Основные параметры варикапа:

U_ОБР –заданное обратное напряжение;

С_В – номинальная ёмкость, измеренная при заданном обратном напряжении U_ОБР;

К_С –коэффициент перекрытия ёмкости, который определяется отношением ёмкостей варикапа при двух значениях обратного напряжения;

U_{ОБР.МАКС} – максимально допустимое обратное напряжение;

Q_B –добротность, определяемая как отношение реактивного сопротивления варикапа к сопротивлению потерь.

Варикап приименяют в основном в устройствах высоких и сверхвысоких частот, Например, для настройки колебательных контуров.

Диоды Шоттки — это полупроводниковые приборы, в которых используются свойства потенциального барьера (барьера Шоттки) на контакте металл-полупроводник.В этих диодах из за разной высоты потенциальных барьеров для электронов и дырок нет инжекции неосновных носителей заряда, нет и таких медленных процессов, как накопление и рассасывание неосновных носителей в базе. В результате инерционность диодов с выпрямлением на контакте металл полупроводник определяется величиной барьерной ёмкости выпрямляющего контакта (Cбар =1 пФ). Кроме того, у этих диодов незначительные активные потери (прямое напряжение Uпр =0,4 В, что на 0,2 В меньше, чем у обычных диодов).

ВАХ диодов Шоттки - строгая экспонента (рис. 1.8).

В связи с тем, что барьерная ёмкость и последовательное активное сопротивление в таких диодах небольшие, соответственно мало и время перезарядки ёмкости; это даёт возможность использовать диоды Шоттки в качестве сверхскоростных импульсных диодов (f = 3_15 ГГц), например, в некоторых схемах в качестве быстродействующих логарифмических элементов и в мощных высокочастотных выпрямителях, в которых диоды способны работать на частотах до 1 МГц при Uобр = 50 В и Iпр =10А

Фотодиоды

Ф отодиод – полупроводниковый диод, принцип действия которого основан на внутреннем фотоэффекте явлении возрастания обратного тока р-n-перехода при его освещении, т.е. световой поток управляет обратным током фотодиода. Фотодиоды имеют структуру обычного р-n-перехода

. а) - условное обозначение фотодиода, б) - структура фотодиода.

Вследствие оптического возбуждения в р и n областях возникает неравновесная концентрация носителей заряда

На границе перехода неосновные носители заряда под влиянием электрического поля, перебрасываются через переход в область, где они являются основными носителями. Электрический ток, созданный ими есть полный фототок. Если р-n-переход разомкнут, то перенос носителей заряда, генерируемых светом, приводит к накоплению отрицательного в n-области и положительного в р-области зарядов. Новое равновесное состояние соответствует меньшей высоте потенциального барьера, равной (U_к-Е_ф). ЭДС Е_ф, возникающую при этих процессах, на значение которой снижается потенциальный барьер Uк в р-n-переходе, называют фотоэлектродвижущей силой (фото-ЭДС) В данной ситуации фотодиод работает в режиме фотогенератора, преобразуя световую энергию в электрическую.

Фотодиод может работать совместно с внешним источником (рис. в). При освещении фотодиода поток неосновных носителей заряда через р-n-переход возрастает. Увеличивается ток во внешней цепи, определяемый напряжением источника и световым потоком. Значение фототока можно найти из выражения I_ф=S_интФ, где S_инт - интегральная чувствительность.

В А Х фотодиода.