• Варикап

Приложим к p-n переходу обратное напряжение. В результате образуется изолирующий слой. некоторой толщины этого слоя будет равна d. Причем толщина его зависит от приложенного напряжения: чем больше величина напряжения, тем больше толщина изолирующего слоя в соответствии с соотношением

~ . (2.14)

Рассмотрим схему такой структуры (рис.30а.). Здесь между двумя проводящими ток материалами находится изолятор. Данная система представляет собой конденсатор, емкость которого определяется по формуле

Рис.30. Схема варикапа и его емкостная характеристика.

(2.15)

где S – площадь обкладок конденсатора, d- расстояние между обкладками,  –диэлектрическая проницаемость среды.

Поскольку d является функцией от напряжения (*), следовательно, и емкость С будет зависеть от приложенного напряжения:

~ , (2.16)

Такой прибор, величиной емкости которого можно управлять с помощью напряжения, называется варикап (от английского «vary capacity» – «переменная ёмкость»). На рис.30б. приведен график зависимости емкости от напряжения на варикапе. Его используют в системах автоматической подстройки частоты радиоприемников, телевизоров, регулируемых фильтров и др.

• Светодиод

С

Рис.31. Схема работы светодиода.

ветодиод - устройство, основанное на p-n переходе, включенном в прямом направлении (рис.31.). В этом случае под действием электрического поля внешнего источника потоки электронов и дырок движутся навстречу друг другу. В зоне p-n перехода они встречаются и происходит рекомбинация электронов и дырок, т.е. взаимное уничтожение. Но исчезают они не бесследно, а выплескивая свою энергию виде квантов света – фотонов. Таким образом светодиод излучает свет. У светодиодов КПД преобразования электрической энергии в световую очень высок, и составляет 20-70%. Если сравнивать с лампой накаливания, то у нее лишь 4% энергии переходит в световую. Остальная часть энергии идет на нагревание нити лампы до 2500 ˚С.

Светодиоды используют в качестве экономичных источников света, индикаторов, цветных сигнализаторов. Современные информационные табло, мониторы, экраны состоят из большого количества светодиодов формирующих изображение. Для изготовления светодиодов используются специальные полупроводники GaAs, InAs, GaP, SiC.

• Фотодиод

Фотодиод представляет собой p-n-переход включенный в обратном направлении (рис.34.). В этом случае при отсутствии светового потока фотодиод ток не пропускает.

Е

Рис.32. Схема работы фотодиода.

сли на изолирующий слой направить свет, то в этом p-n переходе при поглощении фотонов будут рождаться пары электрон-дырка. Этот процесс обратный тому, что происходит в светодиодах. Образовавшиеся электроны и дырки под действием электрического поля разбегаются в противоположные стороны из изолирующего слоя, образуется электрический ток.

Фотодиоды являются светочувствительными приборами, так же как и фоторезисторы. Однако они выгодно отличаются большей чувствительностью, очень малыми размерами и весом. Фотодиоды являются быстродействующими при­борами, что позволяет их использовать в качестве приемников и детекторов модулированного светового сигнала.

С помощью большого количества фотодиодов создаются фотодиодные матрицы, которые могут считывать изображения, преобразуя его в электрический сигнал. На такой технологии основана работа видеокамер.