1.16 Вольт-амперная характеристика туннельного диода. Частотные и температурные свойства

Температурные свойства ТД:

1. с увеличением температуры уменьшается ширина запрещенной зоны в полупроводнике и это приводит к уменьшению величины потенциального барьера, т.е. увеличивается вероятность туннелирования и увеличиваются токи через ТД, в том числе и

2. с увеличением температуры изменяется распределение электронов по энергиям, а именно количество электронов под уровнем Ферми в зоне проводимости –области уменьшается, т.к. часть электронов переходит на более высокие энергетические уровни, а уровень Ферми смещается вниз, а значит уменьшается число электронов, которые могут туннелировать из –области в –область (приводит к уменьшению тока)

Т.о. оба фактора действуют противоположно, поэтому происходит частичная компенсация зависимостей от температуры.

Частотные свойства ТД

Т.к. механизм действия ТД связан с процессом туннелирования, который практически безинерционный, то частотные свойства ТД определяются как в обычном диоде паразитными элементами эквивалентной схемы (эквивалентная схема ТД такая же, как для обычного диода, только отрицательное сопротивление). Т.к. концентрации высоки, следовательно последовательное сопротивление имеет малую величину, поэтому постоянная времени очень мала и ТД работают на ВЧ и СВЧ .

-обозначение ТД

1.17 Врикап. Параметры и характеристики

Это полупроводниковые диоды, в которых используется зависимость емкости от величины обратного напряжения, и которые предназначены в качестве применения как элемента с электрически управляемой емкостью.

Варикапы работают при обратном постоянном смещении, когда проявляется только барьерная емкость. Зависимость емкости от обратного напряжения (или напряжения смещения) различна. p-n-переходы для варикапов изготовлены методом диффузии или методом вплавления.

В сплавных варикапах с резким p-n-переходом зависимость барьерной емкости от напряжения получается более резкой. Связано это с тем, что глубина проникновения электрического поля зависит от удельного сопротивления материала. В сплавном варикапе слои базы, прилегающей к переходу легированы равномерно, а в диффузионном при удалении от перехода концентрация нескомпенсированных носителей увеличивается, т.е. уменьшается удельное сопротивление.

Распределение концентраций нескомпенсированных носителей в структуре варикапа с резкой зависимостью емкости от напряжения:

Для получения еще более резкой зависимости емкости варикапа от напряжения смещения необходимо создавать в базе аномальное распределение нескомпенсированных примесей с градиентом концентраций в базе диффузионного диода.

ПАРАМЕТРЫ:

1. Ёмкость варикапа С_В – емкость, измеренная между выводами варикапа при заданном обратном напряжении. Для различных варикапов емкость может быть от нескольких единиц до нескольких сотен пикофарад.

2. Коэффициент перекрытия по емкости К_С – отношение емкостей варикапа при двух заданных значениях обратных напряжений. Значение этого параметра составляет обычно несколько единиц.

3. Добротность варикапа Q_B – отношение реактивного сопротивления варикапа на заданной частоте переменного сигнала к сопротивлению потерь при заданном значении емкости или обратного напряжения. Добротность – это величина, обратная тангенсу угла диэлектрических потерь. Добротность варикапов измеряются обычно при тех же напряжениях смещения, что и емкость. Значение добротности – от нескольких десятков до нескольких сотен.