Применение стабилитронов:
Стабилизаторы напряжений.
Источники опорного напряжения в цифровых схемах.
1.3 Варикап
Варикап – это полупроводниковый диод, в котором используется зависимость барьерной емкости p-n перехода от обратного напряжения.
Обозначение:
Барьерная
емкость варикапа зависит от приложенного
к варикапу обратного напряжения
следующим образом:
.
Таким образом, изменяя обратное напряжение, можно менять емкость варикапа, поэтому можно сказать, что варикап – это конденсатор переменной емкости, управляемый не механически, а электрически (изменением обратного напряжения).
Схема настройки колебательного контура с помощью варикапа
Принцип работы схемы:
С
помощью потенциометра
меняется обратное напряжение, подаваемое
на варикап, следовательно, меняется
барьерная емкость варикапа (
),
что приводит к изменению резонансной
частоты колебательного контура:
.
параллельное соединение ёмкостей
Таким образом, можно настроить колебательный контур на нужную частоту.
Разделительный
конденсатор
необходим, чтобы катушка индуктивности
контура не закорачивала бы варикап по
постоянному току. Поясним: Реактивное
сопротивление катушки
для постоянного тока стремится к нулю
(
)
и определяется сопротивлением провода.
Т.к. варикап подключен параллельно
контуру, то при отсутствии разделительного
конденсатора катушка закоротит варикап
по постоянному току. Разделительный
конденсатор постоянный ток не пропускает,
т.к. его реактивное сопротивление для
постоянного тока стремится к бесконечности
(
),
следовательно, наличие в схеме
разделительного конденсатора предотвращает
короткое замыкание варикапа по постоянному
току.
Высокоомный
резистор
необходим, чтобы не уменьшалась
добротность контура за счет шунтирующего
влияния потенциометра
(
).
Применение варикапа:
В схемах автоматической подстройки частоты (АПЧ).
В схемах частотной модуляции.
В параметрических усилителях.
В схемах настройки и перестройки колебательных контуров.
1.4 Фотодиод
Фотодиоды – это полупроводниковые диоды, преобразующие световую энергию в энергию электрическую.
Обозначение:
Изготавливают фотодиоды из германия и кремния. Работает фотодиод при обратном включении.
Устройство:
P-n переход помещается в металлический корпус со стеклянным окном.
Принцип работы:
Принцип
работы фотодиода основан на внутреннем
и внешнем фотоэффекте. Когда диод не
освещен, в цепи протекает обратный
темновой
ток небольшой величины
.
При освещении фотодиода происходит
фотогенерация пар НЗ (т.е. возникает
внутренний фотоэффект – валентные
электроны, получив световую энергию
фотонов, переходят из ВЗ в ЗП). Проводимость
диода при этом возрастает, следовательно,
возрастает обратный ток фотодиода до
значения
.
Разность между световым и темновым
токами называется фототоком:
Ф
отодиод
может включаться в схему как с внешним
источником питания (фотодиодный
режим),
так и без него (ве́нтильный
режим).
(Используется при слабых световых (Используется при мощных
потоках) световых потоках, например,
солнечное излучение)