2.Диоды Шоттки. Устройство, принцип работы и основные характеристики.

Диодами Шоттки называются диоды, выпрямляющие свойства которых обусловлены образованием электрического перехода в n-полупроводнике контактирующем с металлом, работа выхода которого превышает работу выхода полупроводника (рис. 11.4а). Поскольку А_m>А_n, то при образовании контакта в металл будет переходить вначале больше электронов, чем их переходит из металла в полупроводник. Приконтактный слой полупроводника обедняется электронами, в нем образуется положительный пространственный заряд и края зон смещаются, как в любом другом электрическом переходе. (верхняя палочка в друг сторону)

Так как концентрация электронов в металле на несколько порядков выше концентрации электронов в полупроводнике, то переход будет лежать целиком в n-полупроводнике. Проникновение поля в металл будет ничтожно малым

Рис. 11.3. Энергетическая диаграмма металла и полупроводника (а) и энергетическая диаграмма барьера Шоттки (б). W₀- энергия покоящегося электрона в вакууме диод Шоттки обладает целым рядом достоинств, по сравнению с обычными диодами. Важнейшим из этих достоинств является исключительно малая инерционность. Диоды Шоттки могут работать на частотах в несколько десятков гигагерц. Связано это с тем, что в диодах Шоттки, как видно из приведенных энергетических диаграмм, роль "базы", в которую происходит инжекция электронов при прямом включении, выполняет металл, где эти "горячие" электроны практически мгновенно (за 10^-13…10^-12 сек) рассеивают избыточную энергию и становятся термодинамически равновесными электронами. Никакого накопления заряда в "базе" не происходит. Диффузионная емкость равна нулю. Таким же естественным образом решается проблема сопротивления базы, так как оно определяется сопротивлением металла. Что касается барьерной емкости, то она также может быть сделана достаточно малой, как путем уменьшения площади перехода, так и путем увеличения его ширины при использовании структуры металл-n-n⁺полупроводник.

Кроме указанного, диоды Шотки отличаются от диодов с p-n переходом меньшим прямым падением напряжения из-за меньшей высоты потенциального барьера для основных носителей и большей допустимой плотностью тока, что связано с хорошим теплоотводом. Эти преимущества делают предпочтительным использование диодов Шотки при изготовлении мощных высокочастотных выпрямительных диодов.

Следует также отметить, что прямая ветвь вольтамперной характеристики диода Шотки из-за меньшего сопротивления прохождению тока ближе к идеальной.

Технология изготовления диодов Шоттки довольно сложна из-за трудностей устранения различного рода поверхностных дефектов полупроводника.

3. . Нарисуйте амплитудную характеристику усилителя U2 = ψ(U1). Определите по ней динамический диапазон и поясните причину возникновения нелинейных искажений.

Как видно из рис. 2.7амплитудная характеристика имеет три участка: два нелинейных (I и III) и линейный участок (II). Первый участок обусловлен влиянием собственных помех усилителя, а третий – нелинейностью характеристик усилительных элементов. Рабочим участком является второй. Он позволяет определить минимальное U_{ВХ. min} и максимальное значение входного сигнала. Отношение входных напряжений   определяет динамический диапазон усилителя:

;

Нелинейными искажениями называют искажения формы выход­ного сигнала, обусловленные нелинейностью элементов схемы уси­лителя. Основная причина появления нелинейных искажений в уси­лителе — нелинейность входных и выходных характеристик транзис­торов и электронных ламп. Значительные нелинейные искажения могут вносить и трансформаторы усилителя вследствие нелинейности характеристики намагничивания материала их сердечников.

Чем больше нелинейность усилителя, тем сильнее искажается им синусоидальный сигнал, поданный на вход, и тем больше отно­сительная амплитуда высших гармоник в выходном сигнале. Поэто­му нелинейные искажения в усилителях гармонических сигналов удобно оценивать величиной коэффициента гармошекk_T9 пред­ставляющего собой отношение действующего значения появившихся в выходном сигнале высших гармоник тока или напряжения к току или напряжению первой гармоники при активном сопротивлении нагрузки усилителя и подаче на его вход напряжения от генератора синусоидальной э. д. с: