3.5. Варикапы

Варикапы[от английских слов vari(able) – переменный иcap(acitor) – конденсатор] – это полупроводниковые диоды, в которых используется барьерная емкостьp-n-перехода. Как уже было указано ранее (см. 2.5), эта емкость зависит от приложенного к диоду обратного напряжения и уменьшается с его увеличением. УГО варикапа приведено на рис. 3.8.

Основными параметрами варикапа являются :

начальная емкость(C₀) – емкость, измеренная между выводами варикапа при заданном обратном напряжении. Эта емкость для различных варикапов может составлять десятки или сотни пикофарад;

коэффициент перекрытия по емкости(K_c), равный отношению его максимальной емкостиC_макск емкости минимальнойC_мин(от нескольких единиц до нескольких десятков);

добротность варикапа(Q), равная отношению реактивного сопротивления варикапа к сопротивлению потерь при заданном значении емкости или обратного напряжения и заданной частоте. Добротность варикапа обычно составляет десятки и сотни единиц.

Варикапы находят применение в различных электронных схемах: модуляторах, перестраиваемых резонансных контурах, генераторах с электронной настройкой и др. На рис. 3.9 в качестве примера показано включение варикапаVDв цепь резонансногоLC-

контура для его настройки на заданную частоту. Конденсатор C_рнеобходим для исключения попадания постоянного напряженияU_обрв цепьU_вх. Его емкость выбирают достаточно большойС_р >>C₀. РезисторRтакже берется большим, чтобы цепь подачи напряжения не приводила к снижению добротности контура за счет шунтирования этим сопротивлением. Настройка контура производится изменением обратного напряжения на варикапе потенциометромR_н. Изменение емкости варикапа приводит к изменению резонансной частоты колебательного контура, причем для изменения резонансной частоты вnраз необходимо изменять емкость варикапа вn²раз.

3.6. Диоды других типов

Туннельные диоды – это полупроводниковые приборы, на ВАХ которых имеется участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (участок АВ на рис. 3.10). Наличие этого участка является следствием проявления туннельного эффекта в полупроводниках, который в данном учебном пособии не рассматривается. Туннельные диоды могут применяться в электронике для создания высокочастотных усилителей и генераторов. Область их применения в настоящее время ограничена из-за большей эффективности, даваемой другими полупроводниковыми компонентами.

Диоды, предназначенные для генерирования шумов, составляют отдельную группу так называемых генераторов шума.

Сверхвысокочастотные диоды подразделяют на смесительные, детекторные, параметрические, переключательные и ограничительные, умножительные и генераторные. Это специальные типы диодов, предназначенные для работы в сантиметровом диапазоне волн, которые характеризуются параметрами, важными для работы в этом диапазоне частот.

Диоды Шоттки [по имени нем. ученого В. Шоттки (W. Schottky)]. В диодах этого типа используется переход металл-полупроводник. Инжекция неосновных носителей в базу в таком диоде отсутствует, так как прямой ток образуется электронами, движущимися из кремния в металл. Накопление заряда в базе диода не происходит, поэтому время переключения диода может быть существенно уменьшено (до значений порядка 100 пс). Другой важной особенностью диодов Шоттки является меньшее прямое напряжение по сравнению с напряжением обычного p-n-перехода при тех же токах. Диоды Шоттки используются в комбинации с транзисторами для работы в переключающих схемах. УГО диода Шоттки приведено на рис. 3.11.