Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Литература к курсу Электронные приборы / Акимова Электронная техника 2003.pdf
Скачиваний:
795
Добавлен:
23.03.2015
Размер:
4.92 Mб
Скачать

большеенапряжениеприходитсянадиод, имеющиймаксимальноезна-

чениеRобр, чтоможетпривестикегопробою, азатемикпробоювсех

диодов цепи. Для устранения этого каждый диод шунтируют вы-

сокоомным резистором Rш (рис. 3.13). Сопротивление Rш выбирают

так, чтобы ток, протекающий через цепь шунтирующих резисторов,

был в 5–10 раз больше обратного тока в цепи диодов.

Если ток нагрузки превышает обратный ток диода, диоды со-

единяют параллельно (рис. 3.14). Чтобы избежать неравномерного

распределения тока между диодами из-за неравенства их сопротив-

лений, при прямом включении подбирают диоды с одинаковыми

прямыми ветвями вольтамперной характеристики или включают

последовательно с каждым диодом балластное сопротивление Rб.

3.4. Опорные диоды

 

Опорные диоды приме-

 

няются для поддержания

 

постоянного напряжения

 

(стабилизации напряже-

 

ния) в схемах, где выпрям-

 

ленное напряжение может

 

изменяться. Эти диоды по-

 

лучили название стаби-

Рис. 3.15. Схемастабилизациинапряжения

литронов.

 

На рис. 3.15 приведена

 

схема стабилизации напря-

 

жения. Резистор Rб балла-

 

стное сопротивление. На

 

него сбрасывается избыток

 

напряжения.

 

Отличительная особен-

 

ность вольт-амперной ха-

 

рактеристикиэтогодиода—

 

относительное постоянство

 

напряжения, создаваемое на

 

диоде после наступления

 

электрическогопробоя(рис.

 

3.16 участок АБ).

Рис. 3.16. Вольт-ампернаяхарактеристика

 

опорногодиода

 

39

В германиевых диодах электрический пробой очень быстро пе-

реходит в тепловой. Поэтому опорные диоды изготавливаются на

основекремния, выдерживающегоболеевысокиетемпературы. Для

стабилизации большого напряжения можно включать последова-

тельно несколько однотипных опорных диодов.

 

Прецизионные термокомпенсированные стабилитроны. В этих

приборах обычно используются три последовательно соединён-

ных p-n перехода. Один из них — стабилизирующий, включается

в обратном направлении, а два других — термокомпенсирующие,

включающиеся к прямом направлении. Стабилизирующий переход

работает в режиме лавинного пробоя. С повышением температуры

напряжение на нём растёт. Одновременное прямое напряжение на

двух термокомпенсирующих переходах уменьшается. Общее напря-

жение на стабилитроне изменяется незначительно.

 

 

3.5. Варикапы

 

 

Варикапы — это полупроводниковые диоды, действие которых

основано на использовании зависимости ёмкости p-n перехода от

обратного напряжения. Варикап предназначен для применения в

качестве элемента с электрически управляемой ёмкостью. Варика-

пы называют также параметрическими диодами.

 

Варикапы включают в обратном направлении (рис. 3.17, а), т.к.

при прямом смещении ёмкость p-n перехода шунтируется его ма-

лым сопротивлением. Последовательно с варикапом включают

а

б

Q

в

 

 

 

 

 

 

 

 

rб

 

 

 

 

 

Uст

 

 

в

 

 

 

 

 

 

Rобр

Cбар

 

 

А

К

 

 

 

 

 

Qвmin

 

ω

 

 

 

0 ωв

 

 

 

 

ωопт

ωв

 

 

Рис. 3.17. Варикап

 

 

а — эквивалентная схема; б — зависимость добротности варикапа

от частоты; в — условное графическое обозначение варикапа

 

 

 

 

 

 

40

высокоомный резистор R, уменьшающий шунтирование ёмкости варикапа внутренним сопротивлением источника питания.

Вольт-фарадная характеристика варикапа представлена на (рис. 3.17, б). Один из основных параметров варикапа — общая ёмкость варикапа Св, включающая барьерную ёмкость и ёмкость корпуса, т.е. ёмкость, измеренная между выводами варикапа при заданном обратном напряжении.

К варикапам предъявляются следующие требования: обеспечение высокой добротности прибора; максимальный диапазон изменения ёмкости при изменении обратного напряжения; повышение максимальной ёмкости.

На рис. 3.17, в представлено условное графическое обозначение варикапа.

3.6. Туннельные диоды

Дляизготовлениятуннельныхдиодовприменяютполупроводниковый материал (германий, арсенид галлия) с большой концентрацией примесей (до 1019 примесных атомов в 1 см3; в полупроводниках обычных диодов концентрация примесей не превышает 1015 в 1 см3). Полупроводникистакимбольшимсодержаниемпримесейпревращаются в полуметаллы и называются вырожденными; они обладаютвбольшейстепенисвойствамиполупроводников. Электроныв вырожденных полупроводниках ведут себя, как в металлах.

Туннельный эффект заключается в туннельном прохождении тока черезp-n переход. Приэтомтокначинаетпроходитьчерезp-n переход при напряжении, значительно меньшем контактной разности потенциалов. Достигается туннельный эффект созданием очень тонкого обеднённого слоя, который в туннельном диоде достигает 0,01 мкм. При таком тонком обеднённом слое в нём даже при напряжении 0,6—0,7 В напряжённость поля достигает (5—7)105 В/см. При этом через такой узкий p-n переход протекает значительный ток.

Этот ток проходит в обоих направлениях, только в области прямого смещения ток сначала растёт, а достигнув значения Imax при напряженииU1, довольнорезкоубываетдоImin принапряженииU2. Снижение тока связано с тем, что с ростом напряжения в прямом направленииуменьшаетсячислоэлектронов, способныхсовершить туннельный переход. При напряжении U2 число таких электронов становится равным нулю и туннельный ток исчезает.

41

а

 

б

Lп

 

С

А

 

В

 

Imax

 

 

 

 

C

G

L

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

rп

 

Б

 

 

 

Imin

 

в

А

К

 

 

L

 

U

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.18. Туннельный диод:

 

 

 

а — вольт-амперная характеристика; б — схема замещения; в — условное

графическое обозначение туннельного диода

 

При дальнейшем повышении напряжения выше U2

прохожде-

ние прямого тока такое же, как у обычного диода, и определяется

диффузией.

 

 

 

 

 

Вольт-амперная характеристика туннельного диода приведена

на рис. 3.18, а. На ней можно выделить три основных участка: на-

чальный участок роста тока (0А); участок спада тока (АБ); участок

дальнейшего роста тока (БВ). Очевидно, что на падающем участке

АБ положительному приращению напряжения соответствует отри-

цательное приращение тока. Поэтому на данном участке туннель-

ный диод обладает отрицательным сопротивлением.

 

Схемазамещениятуннельногодиодаввыбраннойрабочейточкена

участкеотрицательногосопротивлениядлямалогосигналаимеетвид,

приведённыйнарис. 3.18, б. НаэтойсхемеС— общаяёмкостьдиодав

точкеминимумавольт-ампернойхарактеристики; G — отрицательная

проводимостьнападающемучастке; Rп— последовательноесопротив-

лениепотерь; L — индуктивностьвыводов. Нарис. 3.18, вусловноегра-

фическоеобозначениетуннельногодиода.

 

 

 

 

 

Маркировка диодов

 

 

 

Маркировкадиодов, разработанныхпосле1964 года, предусмат-

ривает семь символов. Первый символ — буква (для приборов об-

щего назначения) или цифра (для приборов специального назначе-

ния), указывает исходный полупроводниковый материал, из ко-

 

 

 

 

 

42

Соседние файлы в папке Литература к курсу Электронные приборы