лабы / эбэ4обр

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра Электроакустики и ультразвуковой техники

отчет

по лабораторной работе №4

по дисциплине «Элементная база электроники»

Тема: Исследование диода с переменной ёмкостью(Варикапа)

Студенты гр. 358		.
		.
		.
Преподаватель		.

Санкт-Петербург

2025

Протокол наблюдений к лабораторной работе №3 «ИССЛЕДОВАНИЕ ДИОДА С ПЕРЕМЕННОЙ ЁМКОСТЬЮ (ВАРИКАПА)»

Таблица 4.1

, B	, кГц	, мГн	, пФ	, пФ
2		100
5		100
10		100
15		100
20		100
25		100
28		100

Студенты гр. 358		.
		.
		.
Преподаватель		.

Цель работы – исследовать работу диода с переменной ёмкостью (варикапа).

Основные теоретические положения

Варикап — полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n-перехода от обратного напряжения. Р-n переход запертого кремниевого диода подобен диэлектрику конденсатора. Приложенное обратное напряжение влияет на толщину p-n перехода, и соответственно на емкость запорного слоя.

Для измерения емкости запорного слоя в данной работе используется резонансный метод в параллельном резонансном контуре. В работе нужно учесть также собственную емкость катушки индуктивности, которая соизмерима с емкостью варикапа. Она определяется по собственной резонансной частоте катушки индуктивности и, затем, вычитается из общей резонансной емкости.

Варикапы применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура в частотно-избирательных цепях, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др.

Обработка результатов

1. Осциллограмма варикапа

При подаче переменного напряжения с частотой порядка 50-60 Гц в цепи с осциллограмма варикапа будет выглядеть следующим образом:

Рисунок 1 – Осциллограмма варикапа

2. Цепь параллельного резонансного контура

При изменении обратного постоянного напряжения варикапа значения резонансной частоты выглядят следующим образом:

Таблица 1 – зависимость резонансной частоты от обратного напряжения

, B	, кГц
2	18
5	26
10	34
15	36
20	36
25	36
28	38

Построим график изменения резонансной частоты от обратного напряжения варикапа:

Рисунок 2 – изменение резонансной частоты от обратного напряжения варикапа

3. Ёмкость варикапа

Вычислим общую емкость резонансной цепи по измеренным резонансным частотам и индуктивности по формуле:

где - общая емкость цепи, - индуктивность катушки, - резонансная частота.

Для определения собственной емкости катушки воспользуемся формулой:

где - резонансную частоту контура без варикапа.

Определим емкость варикапа как разность общей емкости при каждом значении обратного напряжения и неизменной собственной емкости катушки:

Все вычисления запишем в таблицу 2:

Таблица 2 – значения емкостей цепи

18	100	0.078
26	100	0.037
34	100	0.022
36	100	0.02
36	100	0.02
36	100	0.02
38	100	0.018

Построим график зависимости емкости от обратного напряжения :

Рисунок 3 – зависимость емкости от обратного напряжения

Вывод: В ходе проведения данной лабораторной работы была исследована работа диода с переменной ёмкостью (варикапа), рассмотрены принципы его функционирования и вольтамперная характеристика.

Кроме этого, рассмотрена зависимость резонансной частоты от обратного напряжения варикапа в параллельном резонансном контуре, был построен график данной зависимости.

Также были вычислена общая ёмкость цепи по измеренным в работе резонансным частотам, собственная ёмкость катушки цепи без варикапа при . По этим данным была определена ёмкость варикапа, и построен график зависимости емкости от обратного напряжения .

Протокол: